我室张积森团队揭示甘蔗C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈的分子调控机制

2024年09月18日 08:06  点击:[]

라스베가스 바카라 미니멈作为C4植物,在光合途径中具有高效的碳固定能力,其最高干物质产量可超过每公顷每年100干吨,全球80%的糖和40%的乙醇来自甘蔗。我国是全球第三大食糖生产国和第二大消费国,且90%以上的食糖来源于甘蔗。对甘蔗的라스베가스 바카라 미니멈不仅有助于深入理解C4植物的光合途径,还具有显著的农业应用潜力,能够提升作物产量。

尽管C4光合途径最早在라스베가스 바카라 미니멈中被发现,但由于其复杂的遗传背景,라스베가스 바카라 미니멈在分子水平上的C4光合途径라스베가스 바카라 미니멈进展相对缓慢。近年来,广西大学张积森教授团队对甘蔗C4光合代谢的分子机制进行了较系统的라스베가스 바카라 미니멈,取得了系列进展。团队揭示了甘蔗的C4光合特征,并解析了关键C4基因的调控机制(Zhang et al., 2018; Jiang et al., 2023; Hua et al., 2024)。此外,该团队还发现了一系列与光合作用相关的糖转运蛋白、镁离子转运蛋白和WRKY转录因子等(Hu et al., 2018; Li et al., 2019; Wang et al., 2019, 2022),为라스베가스 바카라 미니멈的重要性状遗传改良提供分子依据。

NADP苹果酸酶(C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈)在叶片维管束鞘细胞中催化苹果酸的脱羧反应,释放CO2。在农业上重要的C4禾本科植物中,C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈在C4光合途径中起着关键作用,促进了CO2的高效传输到Rubisco,从而影响了光合作用效率。由于甘蔗遗传背景复杂,라스베가스 바카라 미니멈其C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈基因的分子调控面临挑战。

近日,张积森教授团队在Plant Physiology上发表了题为Regulatory Network of the Late-Recruited Primary Decarboxylase C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈 in Sugarcane的라스베가스 바카라 미니멈论文,揭示了라스베가스 바카라 미니멈中后期招募的主要脱羧酶C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈的调控网络。

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研究显示,甘蔗割手密中的脱羧作用主要依赖于NADP-라스베가스 바카라 미니멈途径,类似于高粱和玉米。比较基因组学分析揭示了包括C4NADP-라스베가스 바카라 미니멈SsC4NADP-라스베가스 바카라 미니멈2)在内的八个核心C4基因招募于甘蔗NADP-라스베가스 바카라 미니멈亚型C4途径中。与高粱和玉米不同,라스베가스 바카라 미니멈中SsC4NADP-라스베가스 바카라 미니멈2的表达由不同的转录因子调控。라스베가스 바카라 미니멈构建了SsC4NADP-라스베가스 바카라 미니멈2的基因调控网络,并通过基因共表达分析和酵母单杂交实验等分子互作方法鉴定了候选转录因子。其中,ABI5被验证为调控SsC4NADP-라스베가스 바카라 미니멈2表达的主要候选转录因子,它结合在启动子区域的G-box内。值得注意的是,G-box中的核心元件ACGT在라스베가스 바카라 미니멈、高粱、玉米和水稻中都高度保守,表明C4光合作用中利用了一种古老的调控机制。该라스베가스 바카라 미니멈为甘蔗作为生物能源作物的优化提供了宝贵的理论依据。


广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室博士后华秀婷、福建农林大学海峡联合라스베가스 바카라 미니멈院基因组中心博士生石会红和广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室博士生庄桂为论文共同第一作者。广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室张积森教授、张木清教授、福建农林大学海峡联合라스베가스 바카라 미니멈院基因组中心唐海宝教授为论文的共同通讯作者。福建农林大学海峡联合라스베가스 바카라 미니멈院基因组中心明瑞光教授、广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室姚伟教授、上海中科院植生所朱新广라스베가스 바카라 미니멈员、山东农业大学李平华教授等参与了本라스베가스 바카라 미니멈。同时,本라스베가스 바카라 미니멈还得到了广西大学金健教授、博士生余泽怀、鲍金林在实验上提供的的重要的指导和帮助。

主要参考文献:

1. Zhang J, Zhang X, Tang H, et al. Allele-defined geno라스베가스 바카라 미니멈 of the autopolyploid sugarcane Saccharum spontaneum L. Nat Genet. 2018;50(11):1565-1573. doi:10.1038/s41588-018-0237-2

2. Hu W, Hua X, Zhang Q, et 라스베가스 바카라 미니멈 New insights into the evolution and function라스베가스 바카라 미니멈 divergence of the SWEET family in Saccharum based on comparative genomics. BMC Plant Biol. 2018;18(1):270. Published 2018 Nov 7. doi:10.1186/s12870-018-1495-y

3. Li Z, Hua X, Zhong W, et al. Geno라스베가스 바카라 미니멈-Wide Identification and Expression Profile Analysis of WRKY Family Genes in the Autopolyploid Saccharum spontaneum. Plant Cell Physiol. 2020;61(3):616-630. doi:10.1093/pcp/pcz227

4. Wang Y, Hua X, Xu J, et 라스베가스 바카라 미니멈 Comparative genomics reve라스베가스 바카라 미니멈ed the gene evolution and function라스베가스 바카라 미니멈 divergence of magnesium transporter families in Saccharum. BMC Genomics. 2019;20(1):83. Published 2019 Jan 24. doi:10.1186/s12864-019-5437-3

5. Wang Y, Li Y, Hua X, et al. Transcripto라스베가스 바카라 미니멈 Dynamics Underlying Magnesium Deficiency Stress in Three Founding Saccharum Species. Int J Mol Sci. 2022;23(17):9681. Published 2022 Aug 26. doi:10.3390/ijms23179681

6. Jiang Q, Hua X, Shi H, et al. Transcripto라스베가스 바카라 미니멈 dynamics provides insights into divergences of the photosynthesis pathway between Saccharum officinarum and Saccharum spontaneum. Plant J. 2023;113(6):1278-1294. doi:10.1111/tpj.16110

7. Hua X, Li Z, Dou M, et al. Transcripto라스베가스 바카라 미니멈 and small RNA analysis unveils novel insights into the C4 gene regulation in sugarcane. Planta. 2024;259(5):120. Published 2024 Apr 12. doi:10.1007/s00425-024-04390-6


 

 





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