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山东大学丁兆军教授团队揭示ZmTE1调控玉米株高的分子机制

信息来源:Plant Biotechnology Journal  发布时间: 2021-12-31   点击数:保护视力色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)

2021年10月23日,Plant Biotechnology Journal在线发表了山东大学生命科学学院植物发育与环境适应生物学教育部重点实验室丁兆军教授和李翠玲副教授为共同通讯作者的题为ZmTE1 promotes plant height by regulating intercalary meristem formation and internode cell elongation in maize的研究论文,揭示了玉米ZmTE1基因通过调控节间分生组织的形成和节间细胞的伸长来促进株高正常形成的分子机制。

玉米的株高主要由节的数目和节间长度决定,而节间分生组织的正常形成和节间细胞的伸长则分别调控节的数目和节间长度。该研究通过筛选EMS诱导的突变体文库确定了一个单碱基突变的矮化突变体zm66,进一步分析发现,该突变体株高表型是由于ZmTE1功能缺失造成的,因此将其命名为zmte1-2。该突变体除了株高表型外,还表现出雄穗雌性化以及种子大小和种子重量显著降低的表型。因此该基因在调控玉米生长发育过程中发挥重要作用。

zmte1突变体节点数目增加,节间缩短,叶片变小,叶片数目增加,同时中胚轴变短。细胞形态分析表明,ZmTE1通过促进节间细胞伸长来促进节间伸长;同时,RNA原位杂交结果显示,ZmTE1在维持节间分生组织的形成和细胞分裂中发挥重要作用。通过对转录组数据分析和生长素荧光信号观察发现,ZmTE1参与生长素信号通路调控中,此外,ZmTE1也参与调控细胞伸长和细胞周期相关的基因表达。进一步的互作蛋白筛选和验证表明,磷酸酶ZmPP2Ac-2和激酶ZmWEE1可能通过与ZmTE1的互作,调控其磷酸化状态及亚细胞定位和蛋白活性,从而影响其生物学功能,并最终通过调节细胞分裂和伸长来调控玉米株高发育。

TE1调控节间分生组织维持和节间细胞伸长的分子机制