近日,中國農業科學院作物科學研究所李文學研究員帶領團隊研究揭示了玉米中的一個微小RNA —— miR399在玉米適應低磷脅迫中的分子調控機制,對于培育能夠高效吸收利用土壤磷素的玉米新品種具有重要意義。相關研究論文在線發表在《植物生理學(Plant Physiology)》上。
磷是植物必需的礦質元素。盡管土壤中總的磷含量很高,但由于無機磷酸鹽的移動性差、溶解性低,導致土壤中能夠被植物直接吸收利用的有效磷濃度很低,磷的有效性已經成為限制作物生產的主要環境因素之一。植物在長期的進化過程中形成了一系列適應低磷脅迫的機制,以充分利用自身特性來提高抗逆能力。不同玉米自交系對低磷脅迫的響應不同,解析磷高效和磷低效玉米品種適應低磷脅迫的生理及分子機制的差異,有助于篩選和培育磷高效玉米品種。miR399- PHO2調控通路參與植物適應低磷脅迫分子機制在擬南芥和水稻中研究的比較清楚,而玉米中還沒有報道。
研究人員發現在玉米中除了miR399- PHO2調控通路參與玉米植株適應低磷脅迫的分子調控過程,還有一種長鏈非編碼RNA——PILNCR1可與PHO2競爭性結合miR399,削弱了miR399對靶基因PHO2的剪切。揭示了PILNCR1-miR399互作及miR399-PHO2調控通路在不同磷利用效率玉米自交系中具有不同的作用方式,這對于篩選和培育磷高效玉米品種提供了重要基礎理論依據。
該研究得到了國家重點研發計劃、轉基因重大專項和中國農科院科技創新工程的支持。(通訊員 衛斐)
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