新研究揭示了遺傳途徑對開花植物生殖適應(yīng)性的作用

一項合作研究已經(jīng)證明了基因通路對花藥發(fā)育的作用，這一基因通路被證明廣泛存在于2億多年前進(jìn)化的開花植物中。該研究小組由密蘇里大學(xué)唐納德·丹福斯植物科學(xué)中心成員布萊克·邁耶斯博士和斯坦福大學(xué)生物學(xué)教授弗吉尼亞·沃爾伯特領(lǐng)導(dǎo)。

研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》雜志上。該項研究由美國國家科學(xué)基金會資助。

研究揭示了RNA分子對玉米雄性可育的重要作用

這項研究發(fā)現(xiàn)了一種環(huán)境敏感的雄性不育表現(xiàn)型。通過使用突變體敲除其中一條基因通路，研究小組培育出了不能產(chǎn)生花粉的植物，同時還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度降低時，這些植物可以恢復(fù)完全的雄性生殖能力。這種在不同條件下開啟或關(guān)閉花粉生產(chǎn)的能力可能有助于種子生產(chǎn)。研究小組還將這一基因通路的功能歸因于花藥的發(fā)育，這是一項之前被忽略但很重要的觀察結(jié)果。

這些研究結(jié)果是對之前發(fā)表的一項發(fā)現(xiàn)的重要補(bǔ)充，該發(fā)現(xiàn)名為“24-nt繁殖相態(tài)RNA廣泛存在于被子植物中”（24-nt reproductive phasiRNAsare broadly present in angiosperms），描述了該基因通路在開花植物中的進(jìn)化分布，也發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

這兩項發(fā)現(xiàn)幫助科研團(tuán)隊理解了RNA分子對玉米雄性可育的重要作用，并發(fā)現(xiàn)這一基因通路最初是由開花植物進(jìn)化而來的。理解花發(fā)育的遺傳機(jī)制對于提高作物產(chǎn)量和培育更好的品種非常重要，特別是對于培育支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)雜交作物。

下一步研究方向

該研究小組將繼續(xù)研究，探究為什么這一基因通路的變化會引起環(huán)境敏感反應(yīng)，以及在沒有這種?Small?RNA途徑的情況下，究竟是什么分子機(jī)制導(dǎo)致雄性不育。

在另一個單獨資助的項目中，研究人員正在研究這種途徑的調(diào)節(jié)是否可以用于調(diào)節(jié)其他作物的花粉發(fā)育，以提高種子產(chǎn)量和作物產(chǎn)量。

來源：Donald Danforth植物科學(xué)中心