12月12日,中国农业科学院作物科学研究所的作物生物信息学团队揭示了大豆m6A甲基化转移酶的关键基因 GmMTA 通过调控蓝光信号途径中关键基因从而影响大豆株高和避荫反应的分子机制。相关研究成果发表在《先进科学(Advanced Science)》上,题为Regulation of Shade Avoidance Under Low-Blue-Light by MTA in Soybean的研究论文。
大豆作为一种典型的短日照作物,对光照条件特别敏感。在高密度种植时,它容易产生避荫反应,表现为茎秆异常伸长,增加了植株倒伏的可能性。m6A甲基化是植物mRNA中最普遍的一种内部化学修饰方式。研究m6A甲基化对植物避荫反应的作用及其分子机制,对于开发能够耐受密集种植且高产的大豆新品种至关重要。
该研究团队发现了一个关键基因 GmMTA,该基因与大豆的株高及避荫反应有关。当GmMTA基因被敲除后,得到的突变体表现出明显的矮化,并且对弱蓝光的响应也明显减弱。进一步的实验分析表明,GmMTA通过调整蓝光信号传导路径中重要基因的m6A甲基化程度来控制这些基因的表达,这促进了下游转录因子的累积,从而实现了对大豆株高和避荫反应的精确调控。这项研究增进了我们对大豆如何适应复杂光照环境的理解,并为培育更耐密植、适应性广以及抗倒伏的大豆品种提供了理论依据和创新思路。
中国农业科学院作物科学研究所博士后张丽雅和副研究员刘军为论文的共同第一作者,赵涛副研究员、李宏宇研究员和刘斌研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划等项目的资助。
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