该研究发现过表达SL关键合成酶ZmCCD8可使玉米雌穗直径增大,促进籽粒中蔗糖和氨基酸的积累;zmccd8的功能缺失突变体则会抑制玉米籽粒生长,同时降低籽粒中蔗糖和氨基酸的浓度。转录组分析表明,转录因子ZmMYB42和ZmMYB63在ZmCCD8过表达株系籽粒中下调表达,而在zmccd8敲除株系籽粒中上调表达。生化试验结果表明,ZmMYB42和 ZmMYB63可直接与糖转运蛋白 ZmSWEET10 和 ZmSWEET13c以及赖氨酸/组氨酸转运蛋白ZmLHT14的启动子结合并抑制其表达,且这一过程受到转录因子UNBRANCHED 3(UB3)的负向调控。重要的是,zmmyb42和zmmyb63的敲除突变体显著促进玉米籽粒中可溶性糖和游离氨基酸的积累;ZmLHT14的过表达株系则会促进籽粒中氨基酸的积累。另外,过表达SL受体DWARF 14B(D14B)导致更多的蔗糖和氨基酸在籽粒中积累,且会抑制ZmMYB42和ZmMYB63的表达,而促进ZmSWEETs和ZmLHT14的表达。
中国农业大学博士后钟妍婷为文章第一作者,李学贤教授为通讯作者。该研究获国家重点研发计划(2021YFF1000500)、国家自然科学基金项目(31972491)和中国博士后科学基金面上项目(2022M713396)的资助。中国农业大学资源环境学院张福锁院士、园艺学院张小兰教授、生物学院王毅教授、陈丽梅教授、农学院董朝斌教授、刘文欣副教授、草业科学与技术学院任伟副教授、理学院高级实验师徐彦军博士、中科院遗传发育研究所高级实验师褚金芳博士、广东省农业科学院副研究员潘晓英博士、荷兰阿姆斯特丹大学Harro Bouwmeester教授、德国慕尼黑工业大学于鹏教授指导并参与了本项研究工作。
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