水稻胚乳發(fā)育調(diào)控分子機(jī)制獲揭示

胚乳是稻米的主要構(gòu)成部分，是人類重要的食物來源。研究水稻胚乳對提高稻米產(chǎn)量和品質(zhì)改良均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論價(jià)值。

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)克隆了水稻胚乳發(fā)育新基因FLO10，從細(xì)胞和遺傳層面闡明了FLO10 基因調(diào)控水稻胚乳發(fā)育的分子機(jī)制，為稻米品質(zhì)的分子改良奠定了基因和材料基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《新植物科學(xué)家》上。

該團(tuán)隊(duì)鑒定了一個(gè)水稻胚乳發(fā)育缺陷突變體FLO10，該突變體胚乳中淀粉顆粒變小，且糊粉層細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常。研究人員通過圖位克隆、轉(zhuǎn)基因互補(bǔ)和敲除等實(shí)驗(yàn)證實(shí)FLO10 基因編碼一個(gè)線粒體定位的P 型PPR 蛋白。FLO10 基因的突變導(dǎo)致線粒體基因NAD1 第1 內(nèi)含子不能正確剪接，而以剪接前體形式異常積累。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)LO10 中呼吸鏈復(fù)合體I 的組裝和活性顯著降低，ATP 合成下降，線粒體結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)異常。這些結(jié)果表明，F(xiàn)LO10 基因可能通過影響水稻線粒體NAD1 第1 內(nèi)含子的剪接來維持線粒體功能和胚乳發(fā)育。