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    大豆根瘤固氮分子機制研究取得新進展

    2014-12-31 18:27 | 作者: 遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心 | 標簽: 大豆根瘤固氮分子機制

    大豆根瘤共生固氮是一個非常重要的科學問題,也是一個關乎大豆產量和品質的重要農藝性狀。但是目前對大豆根瘤形成和固氮效率調控的分子機制的了解還非常少。

    中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心李霞課題組通過研究大豆miR172c的表達和功能,在大豆根瘤形成調控機制的研究中取得了重要進展。該研究發現在沒有根瘤菌的情況下,大豆轉錄抑制子Nodule Number Control 1(GmNNC1)與結瘤調控因子ENOD40基因的啟動子結合,抑制其表達;當根瘤菌侵染大豆根系時,誘導miR172c表達,miR172c進而通過剪切GmNNC1 mRNA減少GmNNC1的蛋白量,去除了轉錄抑制子GmNNC1對ENOD40的抑制,使得EOND40進一步激活了結瘤因子誘導的信號轉導途徑,從而啟動了根瘤的發生發育。研究同時證明了抑制大豆超結瘤的自主調控途徑(AON:Autoregulation)可通過Shoot-derived inhibitor如細胞分裂素來抑制miR172c的表達,從而避免大豆過度結瘤。

    該研究揭示了豆科植物根瘤發育及共生固氮的表觀遺傳學調控機制,也為解析豆科植物根系結瘤途徑與根瘤自調控信號途徑互作維持最適根瘤數量和固氮效率的遺傳機理提供了證據。

    該研究成果于12月31日在線發表于《植物細胞》(The Plant Cell)上(doi: ?10.?1105/?tpc.?114.?131607)。該項目得到了國家自然科學基金委、農業部、植物細胞和染色體工程國家重點實驗室與中科院的資助。李霞課題組副研究員王幼寧、博士研究生王立祥和鄒艷敏為該文章的共同第一作者。

    miR172c調控大豆根系結瘤過程的工作模型

    來源:遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心

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