玉米是重要的经济和粮食作物之一。籽粒作为营养物质的主要储存器官，其发育过程的调控受到广泛关注。线粒体作为半自主细胞器，被誉为“细胞的动力工厂”。线粒体基因的转录和加工等过程依赖来自细胞核的编码蛋白质的协助，已有研究表明mTERF家族蛋白在线粒体和叶绿体基因转录调控中发挥重要作用，但在玉米籽粒发育中的报道较少。
2025年1月9日，Journal of Genetics and Genomics在线发表安徽农业大学生命科学学院杨俊教授团队题为“The maize mTERF18 regulates transcriptional termination of the mitochondrial nad6 gene and is essential for kernel development”的研究论文。该研究发现，玉米中一个细胞核编码靶向于线粒体的mTER蛋白mTERF18参与调控线粒体编码基因nad6的转录终止，影响籽粒胚乳发育。
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该研究通过对玉米EMS诱变群体进行筛选，鉴定到一个籽粒发育缺陷的突变体。基因克隆及遗传分析发现，导致该突变体籽粒发育缺陷表型的基因是玉米Mitochondrial transcription termination factor18 (mTERF18)基因。随后，利用CRISPR技术对该基因进行敲除及等位分析实验进行了验证。mterf18-1突变体表现出籽粒蛋白质合成、胚乳细胞分化及胚的发育异常等表型。mTERF18在不同组织中广泛表达，在胚乳发育多个阶段表达量较高。mTERF18蛋白定位于线粒体。转录组分析发现mterf18-1突变体中线粒体nad6基因转录终止存在异常。进一步的蛋白质含量检测发现Nad6蛋白缺失，从而引起线粒体复合物状态异常和结构损伤。
mTERF18突变导致线粒体nad6转录终止异常、线粒体蛋白质复合物结构损伤及籽粒发育异常
综上所述，该研究解析了mTERF家族蛋白mTERF18在玉米线粒体基因转录终止过程中的关键作用，为深入研究线粒体基因的转录终止机制提供新的切入点。
作者简介
安徽农业大学生命科学学院在读博士生管正威为该论文第一作者，杨俊教授为通讯作者，山东大学王勇老师在研究过程中提供了重要帮助。相关工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和安徽农业大学人才引进等项目资助。
引用本文
Zheng-Wei Guan, Yong Wang, Jun Yang. (2025). The maize mTERF18 regulates transcriptional termination of the mitochondrial nad6 gene and is essential for kernel development. Journal of Genetics and Genomics.
DOI：10.1016/j.jgg.2025.01.001
第一作者面对面
自我介绍
大家好，我叫管正威，来自于安徽太和。现就读于安徽农业大学生命科学学院，导师为杨俊教授。研究方向为玉米籽粒品质与发育调控。
你心目中最喜欢或敬仰的科学家
我最敬仰的科学家是孟德尔。他不仅是一位杰出的科学家，还是一位谦逊的学者。他伟大的工作虽然在当时未能引起足够的关注，但他却不急于求成，专注于科研本身，这种踏实和专注的科研精神令人钦佩。
在你的研究领域中，你认为近年来最大的突破是什么？
我认为近几年最大的突破是CRISPR-Cas9技术在农作物研究中的应用，较短周期内其可以精确地修改农作物的基因组，进行基因敲除、敲入或编辑。这使得作物的改良变得更加高效和精准，避免了传统育种中可能出现的非目标基因改变。
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无论未来多么不可预测，只要坚持自己的信念，并不断努力前行，总能在某个时刻看到曙光。
来源：JGG 遗传学报
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