光和缺氧诱导的基因ZmPORB1决定了玉米核中的多科菲罗尔含量
Nannan Liu1,2, Yuanhao Du1,2, Shijuan Yan3
1National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, China.
Science China. Life sciences
|January 30, 2024
概括
一个新的基因,ZmPORB1,调节玉米胚胎中的多科菲罗尔和叶绿素. 它的表达受到光和氧气的影响,影响光合作用和抗氧化剂水平.
科学领域:
- 植物生物学 植物生物学
- 生物化学 生物化学
- 遗传学 遗传学 是一个
背景情况:
- 托科菲醇 (维生素E) 是人类健康和植物发育的重要抗氧化剂.
- 玉米核中的托科菲醇含量受遗传和环境因素的影响.
研究的目的:
- 鉴定和描述负责影响玉米核中的玛-托科菲罗尔含量的主要定量特征位置 (QTL) 的基因.
- 阐明玉米胚胎中多科菲罗尔生物合成的调节机制.
主要方法:
- 在玉米中精细地图化QTL-qVE1.
- 对ZmPORB1.1.的定位克隆和基因表达分析.
- 分析近同位素线 (NILs) 中的托科菲罗尔,叶绿素和光合作用活性.
- 研究ZmPORB1对光线和氧气水平的反应.
主要成果:
- 编码为protochlorophyllide oxidoreductase的ZmPORB1被确定为qVE1.1的致病基因.
- 在NIL-K22中插入13.7kb抑制了ZmPORB1的表达,减少了托科法醇,叶绿素和光合作用.
- ZmPORB1的表达是由低氧和光所诱导的,这表明它在缺氧反应中的作用.
- 胚胎中缺氧改变了氧化还原状态 (增加NO,减少H2O2),通过反应性物种清理降低了玛-托科菲罗尔.
结论:
- ZmPORB1在调节玉米胚胎中的多科菲罗尔和叶绿素含量方面发挥着至关重要的作用.
- 光和低氧调节ZmPORB1的表达,影响胚胎光合作用和氧气恒温.
- 涉及ZmPORB1的新反途径微调了玉米胚胎内源氧度.
