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McSteen实验室发现的新基因必不可少使玉米穗 - 生

时间:2019-05-07

  由密苏里州玉米遗传学家保McSteen的大学领导的一个科学家小组已经确定了基因必不可少的形成玉米耳朵。这项新的研究,这似乎在journalMolecular工厂,扩展了怎样的玉米植物的不同部位发展,这是全球粮食供应的中流砥柱作物的重要信息日益增长的生物理解。“玉米是一种非常重要的作物,和耳朵是植物产量的最重要的器官。明知控制这个过程,以及它们如何在分子水平上共同作用,努力提高农作物的产量是至关重要的基因,“McSteen,谁是生物科学的艺术与科学学院的副教授,在克里斯托弗首席研究员小号。邦德生命科学中心。“我们从玉米中收集的信息也可能适用于其他谷物,包括大米和小麦,因为它们也形成在树枝上的晶粒。“研究人员发现一种叫做荒芜stalk2,或BA2基因,影响腋分生组织的发展,这是对耳朵产生的特殊细胞。作为一个玉米植物的生长,在沿着茎的节点形成这些细胞。这些节点看起来像小凹槽或凹痕,在干。当植物是蠢蠢欲动的耳朵,这些细胞开始分裂,并从茎长出来。这些芽伸长,形成耳芽,并最终成为收获耳朵。该过程由递送的激素的引发,称为生长素,该信号的细胞,使耳朵的节点。为了找到产生像耳朵或其他任何器官所需要的基因,遗传学家寻找植物不能进行器官正常。与在BA2基因突变的植物不会让耳朵,故名“贫瘠秆。“突变体植物不具有其中耳朵会形成槽,这早表明基因功能,耳塞形式之前。所述BA2突变体是在一个大的遗传屏幕玉米植物无法使耳朵发现的,该基因的鉴定通过分子映射到2号染色体。这样一屏幕确定了不同的基因突变,称为贫瘠stalk1或BA1,这也是用于制造必不可少的耳朵。这等基因在分子信号通路控制穗发育中起关键作用。为了测试新发现的贫瘠的植物秆是否有不同的问题,研究人员进行遗传杂交,被称为互补测试,并得出结论,他们在植物中观察到的表型是由基因突变在一个完全不同的基因造成的。“有趣的是,这其实是一个失物招领处的情况下,” McSteen说。“我们发现,我们的突变此前被鉴定和表征早在1930年,但已经在几年间的某个时候失去了。这是令人兴奋已经能够重新发现并添加回股票。“通过一系列的额外分析,科学家们发现,BA2基因与基因BA1遗传相互作用,并使得相应的蛋白质形成复合体。BA2还能够调节BA1其他基因相互作用。总之,这些研究结果表明,BA2是相同的分子信号通路为BA1和这两个基因协同工作,以调节耳的发展。“最终的目标是找出所有参与控制的方式和遗传球员,当玉米的耳朵制成。通过识别这个新基因,并表明它形成与BA1控制分生组织发展的一个复杂的,我们已经能够沿着比之前已经知道进一步的把这个重要的故事,“McSteen说。参与包括安德烈Skirpan与宾夕法尼亚州立大学研究其他研究人员; 布赖恩·沃德尔和西蒙Malcomber与美国加州州立大学; 和姚宏,麦克拉小号。马特斯,诺曼·贝斯特,泰勒麦卡宾,阿曼达Durbak和泰勒·史密斯与美国密苏里大学。在该杂志的同一问题有评论文章,McSteen及其同事描述了对玉米,水稻,拟南芥和生长素基因研究的现状。审查特别侧重于已知参与“打开”生长素激素和植物它到达正确位置的基因。“生长素重要的是要理解,因为它控制一切。了解参与合成基因的功能,运输,和生长素的信令很困难,因为在基因功能和表达的冗余。但如今随着新的基因编辑工具,如CRISPR技术,每个人都非常兴奋能够做到这一点,“McSteen说。

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