_ Cercetătorii dezvăluie impactul brasinosteroidului și Semnalul zahărului privind reglarea mărimii boabelor de grâu

Dimensiunea boabelor joacă un rol central în determinarea randamentului grâului, iar reglarea precisă a dezvoltării cerealelor a apărut ca o strategie cheie pentru creșterea randamentelor la mai multe culturi de bază, cum ar fi orezul și porumbul. Cu toate acestea, baza genetică și potențialele mecanisme de reglare moleculară care guvernează aspectele critice ale dezvoltării boabelor de grâu au rămas evazive, creând un blocaj în încercarea de a crește randamentul grâului.

Într-un studiu colaborativ recent publicat în Plant Biotechnology, cercetătorii condus de prof. Xiao Jun de la Institutul de Genetică și Biologie a Dezvoltării al Academiei Chineze de Științe, împreună cu prof. Bai Mingyi de la Universitatea Shandong, au identificat un modul genetic care reglează lungimea boabelor în grâu, oferind noi perspective asupra modului în care interacțiunea între brassinosteroid (BR) și semnalele de zahăr influențează dimensiunea granulelor.

Cercetătorii au folosit o combinație de studii de asociere la nivelul genomului și analiză de legătură pentru a identifica un factor de transcripție atipic helix-buclă-helix, TabHLH489-D1, în mod semnificativ corelat cu lungimea boabelor la grâu. S-a descoperit că TabHLH489-D1 și genele sale omoloage reduc atât lungimea boabelor, cât și greutatea unei mii de boabe.

Ei au dezvăluit că TaSnRK1α1 facilitează degradarea TabHLH489 prin fosforilare, promovând astfel alungirea celulelor învelișului semințelor la începutul perioadei. etapele dezvoltării boabelor de grâu. Zahărul, la rândul său, induce acumularea proteinei TaSnRK1α1, care îmbunătățește și mai mult degradarea TabHLH489 și reglează în mod colectiv dezvoltarea boabelor de grâu.

În plus, TabHLH489 s-a dovedit a fi un regulator negativ al hormonului vegetal BR, și knockout-ul TabHLH489 a crescut sensibilitatea BR la grâu. La mutanții de grâu cu receptorul BR Tabzr1 și supraexprimarea kinazei regulatoare negative BR TaSK2, expresia crescută a expresiei TabHLH489 este asociată cu boabe de grâu mai scurte și o scădere a greutății unei mii de boabe.

Dimpotrivă, în TaSK2. mutanți knockout și plante cu TaBZR1 supraexprimat, o reducere a expresiei TabHLH489 duce la boabe de grâu mai lungi și la o creștere a greutății unei mii de boabe.

În special, TaBZR1 interacționează direct cu promotorul TabHLH489 și are un efect supresor asupra acestuia. expresie. Variația naturală a regiunii promotorului TabHLH489-D1 a afectat legarea TaBZR1, a scăzut expresia TabHLH489-D1 și, în consecință, a crescut lungimea boabelor.

Acest studiu a clonat cu succes gena cheie TabHLH489 și a elucidat rolul acesteia în reglarea lungimii boabelor de grâu. Identificarea unui modul funcțional genic care reglează dimensiunea boabelor de grâu și elucidarea mecanismelor de reglare a BR și zahăr pe TabHLH489 atât la nivel transcripțional, cât și la nivel de proteine ​​marchează o etapă semnificativă.

Rezultatele nu oferă doar importante sprijin teoretic, dar oferă și resurse valoroase de gene alelice pentru eforturile viitoare de ameliorare a grâului.

(Fluierul)