本网讯 近日,安徽农业大学江海洋教授与吴青青教授团队在国际植物科学期刊《The Plant Cell》在线发表题为“Natural variant of microProteinSMART1 confers 3S plant architecture traits and high-density tolerance in maize”的研究论文。该研究首次鉴定了一个遮荫响应微蛋白(Shade-responsive MicroProtein Architecture Remodeling Target 1, SMART1),揭示了其优异单倍型通过变构调控ZmPIF5.2寡聚化,塑造“3S”株型:半矮秆(Semi-dwarf)、茎秆强壮(Sturdy stem)、智慧冠层(Smart canopy),以增强抗倒伏能力和光能捕获效率,并提升玉米高密度种植耐受性的分子机制。将SMART1过表达系与五个不同自交系杂交,所有F1杂交种均表现出“3S”株型,表明SMART1可作为重塑玉米株型的“遗传底盘”。群体遗传分析表明SMART1Hap2等位基因频率在中美优良自交系和商业种质中逐步升高,在玉米驯化和改良中受正向选择。本研究不仅为培育耐密植、高产玉米品种提供了重要的基因资源和育种靶点,还拓展了微蛋白在植物株型调控中的功能认知,为作物理想株型设计提供了新思路。

SMART1 调控玉米耐密株型与产量机制图
安徽农业大学江海洋教授与吴青青教授为本文的共同通讯作者。安徽农业大学农学院博士后孟云,生命科学学院博士研究生吴家帅,已毕业硕士研究生栾晓雪和张诺诺为论文的共同第一作者。特别感谢安徽农业大学程备久教授,李鹏辉教授,赵斌斌和何影博士给予论文提供建设性指导;安徽农业大学顾龙江副教授,赵阳教授提供相关玉米自交系材料;已毕业硕士研究生赵雅婷,刘涵和井横昌为课题提供宝贵的质粒资源。该研究得到国家重点研发计划,国家自然科学基金、安徽省优青项目以及安徽农业大学启动基金等项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koag277
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文:吴青青
一审:王晓波
二审:周晓璇
三审:林婷婷
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