JIPB | 中国农科院华南农大王海洋等综述玉米响应密植的遗传调控分子机制

news/2024/10/5 3:20:27

现代玉米育种中,提高品种耐密性和种植密度是提高玉米单产的关键措施。玉米密植后群体通风、透光性降低,会引起避荫反应,造成株高和穗位高增加、抗生物和非生物胁迫能力降低、植株抗倒性降低,并最终导致产量损失。因此,培育耐密理想株型玉米是提高玉米耐密性的重要途径。

2023年12月22日,华南农大王海洋教授与中国农科院生物技术研究所邹俊杰副研究员合作在《JIPB》上发表相关综述,题为“Breeding maize of ideal plant architecture for high-density planting tolerance through modulating shade avoidance response and beyond”。

本文围绕光信号、株高/穗位高、叶夹角、雄穗分枝数、开花期、根系结构等6个方面系统综述了玉米响应密植的遗传调控分子机制研究进展,总结出较低的株高/穗位高、紧凑的叶夹角、较少的雄穗分枝数、较早的开花期和发达的根系是玉米耐密植的5个关键形态特征,提出通过遗传机制解析、挖掘优良等位基因、人工设计优良等位基因变异等技术路径,结合分子辅助育种、全基因组选择等现代生物育种技术,实现耐密性状与其他优良性状的协同改良,为培育密植高产玉米提供思路与建议。

玉米适应高密度种植的关键形态特征

植物色素和隐色素介导的信号网络调控玉米的避阴反应。高密度种植条件会降低红光与远红光的比例,从而抑制 ZmPHYs 的活性。ZmPIFs 积累的增加可直接抑制 ZmmiR156 的表达,从而释放下游的 SPL 转录因子,如 UB2/UB3/TSH4。UB2/UB3/TSH4 蛋白会激活 TB1、GT1、BIF2 和 TCP30 的表达水平,从而调节分蘖和花序发育,以应对高密度种植。蓝光激活的 ZmCRY1b 可增强玉米中 ZmHY5 和 ZmHY5L 蛋白的积累,进而直接上调 ZmGA2ox10 的表达,使 GAs 失活,抑制株高/穗高,导致抗倒伏。

调节玉米株高和穗高的遗传途径。植物激素包括赤霉素(GAs)、辅酶、铜素类固醇(BRs)、赤霉素内酯(SLs)和乙烯(ET),具有调节株高(PH)和穗高(EH)的功能。这些基因参与了植物激素的生物合成或信号传递。在 CLV-WUS 途径中,TD1 和 CT2 基因突变会显著降低玉米株高。其他已报道的调控 PH/EH 的基因包括各种转录因子(DWIL1、BLH12、BLH14、qPH7)和具有其他功能的基因(细胞骨架、ABA 信号转导等)。

调节玉米叶片角度的遗传途径。基因大致分为四类,包括与叶耳和叶舌等叶片自身形态发生过程中叶片角度形成有关的基因、与植物激素调控途径(BRs、auxin 和 ET)有关的基因、与叶片中区机械组织形成途径有关的基因以及与重力反应有关的基因。

调控玉米雄穗分枝数的遗传途径。包括CLV-WUS信号途径、辅助素信号途径、SL信号途径、RAMOSA途径和miR156/ SPL调控途径。CLV-WUS信号通路的作用是维持分生组织的大小。RAMOSA 通路限制抽穗分枝,而辅助素信号通路和 miR156/SPL 调控通路则促进雄穗分枝。SL信号的抑制因子ZmD53能抑制UB3和TSH4的转录激活活性,从而减少雄穗分枝的数量。

调控玉米花期的遗传途径。包括赤霉素途径、衰老途径、自主花期途径和光周期途径。

本文主要通过综述已有研究成果,结合作者自己的观点和思考,提出了一些新的研究思路和方法。例如,在未来的研究中,可以尝试将基因组选择技术和定位突变技术相结合,进一步提高育种效率和准确性;同时也可以探索其他与高密度种植相关的生物和非生物胁迫因素的遗传基础,为培育更加抗逆的玉米品种提供更多的理论依据。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.ryyt.cn/news/44136.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Trends in Plant Science | 中国农科院基因组所武志强团队综述植物细胞器基因组

2024年1月13日,中国农科院深圳基因组研究所武志强教授团队综述了植物细胞器基因组研究进展,文章发表在《Trends in Plant Science》,题为:Plant organellar genomes: much done, much more to do。 质体和线粒体是唯一具有内共生起源基因组的细胞器。近几十年来,测序技术的…

kettle从入门到精通 第七十课 ETL之kettle kettle数据校验,脏数据清洗轻松拿捏

场景:输入在指定的错误(错误应涵盖数据类型不匹配的情况)行数内,trans不报错,但通过错误处理步骤捕捉,并记入文件,整个数据管线正常完成直至处理完最后一个输入行。解决方案:使用步骤【数据检验】进行处理。这个步骤和常规的业务系统对接三方接口一个逻辑,将符合规则的数…

Linux系统下C语言程序编译过程

Linux系统下C语言程序编译过程C语言程序编译过程:源程序 ---- 预处理 --- 编译 --- 汇编 --- 链接 --- 可执行文件1.预处理: 对源码进行简单的加工,GCC编译器会调用预处理器cpp对程序进行预处理,其实就是解释源程序中所有的预处理指令,如#include(文件包含)、#defi…

locust压测的基本使用

locust压测的基本使用这里介绍的是在本地启动locust以及做后续压测的流程以及各个参数含义一、启动locust执行命令 locust -f **.py (python脚本)如下图: 二、locust的UI界面1、启动界面8089是该服务启动的端口号,如果是本地启动,可以直接在浏览器输入http://localhost:80…

如何解决网页无响应问题

如何解决网页无响应问题 描述 少数电脑在运行网页相关的自动化应用时,会碰到 "网页无响应" 的提示。 解决方案 将 Chrome 的 "使用硬件加速模式(如果可用)" 选项关闭没有找到想要的结果?

Plagiarism

论文造假的,学术造假的定义学习。 ### Plagiarism and Academic Integrity Overview #### A. Brainstorming Activities **Word Cloud:**- For "Writing": narrative, descriptive, expository, argumentative, essay, report, novel, short story, poetry, structu…

泰山派学习11--字符设备驱动

1、字符设备定义应用程序按字节/字符来读写数据的设备,不支持随机存取数据,系统直接从设备读取/写入每一个字符。 2、字符设备抽象Linux内核中将字符设备抽象成一个具体的数据结构(struct cdev),理解为字符设备对象。 字符设备的打开、读写、关闭等操作接口(file_operations…

存入数据库的时间不对

存入数据库的时间和当前时间相差了8个小时?解决更改项目数据库连接串 GMT 为 Asia/Shanghai。如下图:GMT:为格林尼治天文台时间。与东八区,也就是北京时间相差8个小时。这里应该设置为东八区时间,即是Asia/Shanghai。