JIA | 华南农业大学王州飞教授团队揭示细胞色素c氧化酶基因调控水稻种子活力机制
文摘
三农
2024-09-04 16:51
北京
直播稻栽培相较于传统的移栽技术，具有省时、省力、省工等显著优势，因此近年来在农业生产中得到了广泛的应用。然而，直播稻栽培对种子萌发速度、幼苗整齐度以及田间生长状况提出了更高的要求。深入研究种子活力调控机制，将有助于培育更适合直播栽培的水稻品种，进而推动直播稻栽培技术的优化和可持续发展。近期，华南农业大学农学院王州飞教授团队完成的题为“Natural variation in the cytochrome c oxidase subunit 5B OsCOX5B regulates seed vigor by altering energy production in rice”的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2024年9期正式发表。作者通过全基因组关联分析挖掘到一个正调控水稻种子活力的关键基因OsCOX5B，并揭示了该基因通过能量调控水稻种子活力差异的作用机制。本研究鉴定到一个同时控制发芽指数（GI）和发芽势（GP）的主效位点qGI6/qGP6，验证qGI6/qGP6候选基因为细胞色素c氧化酶亚基5B基因OsCOX5B；与野生型（WT）粳稻日本晴相比，该基因突变体种子活力显著降低（图1）。基因共表达分析表明，OsCOX5B主要通过影响三羧酸循环过程调控种子活力；在种子萌发过程中，Oscox5b突变体葡萄糖含量显著高于WT，而丙酮酸和三磷酸腺苷水平显著降低（图1）。此外，OsCOX5B基因优异单倍型通过增强种子萌发过程中其表达水平促进种子活力，并开发了相关分子标记（图2）。因此，OsCOX5B基因在培育适宜直播水稻新品种中具有潜在利用价值。华南农业大学农学院博士研究生黄成威和中国水稻研究所季芝娟研究员为该文共同第一作者，王州飞教授和何永奇副教授为共同通信作者。该研究得到海南省科技专项（ZDYF2023XDNY086）、三亚崖州湾科技城项目（SCKJ-JYRC-2022-87）、广东省自然科学基金项目（2023A1515012052，2023A1515012092）和广州市科技项目（2023A04J0749，2023A04J1452）等资助。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923001934Chengwei Huang, Zhijuan Ji, Qianqian Huang, Liling Peng, Wenwen Li, Dandan Wang, Zepeng Wu, Jia Zhao, Yongqi He, Zhoufei Wang. 2024. Natural variation in the cytochrome c oxidase subunit 5B OsCOX5B regulates seed vigor by altering energy production in rice. Journal of Integrative Agriculture, 23(9): 2898-2910.
华南农业大学农学院种子科学与技术创新团队主要围绕直播稻生产中存在发芽低、出苗慢、幼苗弱、耐逆差等问题，开展水稻种子活力调控理论和技术研究。近3年，取得了一系列研究进展，揭示了激素动态平衡、氨基酸代谢信号等调控种子活力的分子机制，相关研究成果主要发表在Nature Communications、New Phytologist、Plant Biotechnology Journal、The Plant Journal、Journal of Integrative Plant Biology、The Crop Journal等期刊上。
| 图文由华南农业大学农学院种子科学与技术创新团队提供
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Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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