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PNAS | 复旦大学罗小金研究组合作揭示细胞程序性死亡基因OsPDCD5突变改良水稻株型结构及产量的分子机制

 时间:2021-07-19
        近日,复旦大学生命科学学院罗小金、杨金水课题组与湖南杂交水稻研究中心袁隆平院士团队合作在PANS发表了题为OsPDCD5 negatively regulates plant architecture and grain yield in rice的研究论文,揭示了细胞程序性死亡基因OsPDCD5突变改良水稻株型结构及产量的分子机制。

        课题组之前通过消减抑制杂交技术在水稻中克隆了一个与哺乳动物同源的程序性死亡基因OsPDCD5,过表达能引起水稻程序性死亡特征,但其生物学功能尚不清楚。该研究中利用基因编辑创制了OsPDCD5敲除系列突变株,通过性状观察、基因表达差异分析、酵母双杂交筛选与基因单倍型鉴定等分子生物学方法,开展了系统的研究,提供了一系列的证据表明负调控OsPDCD5能在相对小的背景影响下改良水稻株型结构及籽粒产量,且OsPDCD5敲除系稻米精米率以及胶稠度提高,直链淀粉含量降低。
        该研究还发现,OsPDCD5通过调控赤霉素、细胞分裂素和生长素的生物合成和信号转导途径中的一些基因来影响水稻产量。此外,OsPDCD5通过与OsAGAP的互作来部分调控水稻的株型结构和产量。该研究结果揭示了OsPDCD5控制水稻株型结构和籽粒产量的部分分子特征,为超级稻育种提供了优良的基因资源。

图:OsPDCD5负调水稻株型与产量
        罗小金课题组博士生董世青、已出站博士后董贤欣为该论文的并列第一作者,罗小金研究员、杨金水教授、湖南杂交水稻研究中心赵炳然研究员为该论文的共同通讯作者。江西农业大学贺浩华教授、中国农科院张帆博士、上海市农科院曹黎明研究员等也参与了该项工作。该研究得到农业部转基因重大专项和上海市科委“科技创新”等项目的资助。
 
 
文章链接:
https://www.pnas.org/content/118/29/e2018799118


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