本網(wǎng)訊 近日,從中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所獲悉,該所玉米功能基因組創(chuàng)新團隊與中國農(nóng)科院植物保護研究所合作,在揭示玉米蟲害間接防御基因—萜類合成酶基因TPS10表達調(diào)控機制上取得新進展。該研究成果在線發(fā)表于最新一期的國際著名刊物《植物學雜志(The Plant Journal)》上。
據(jù)悉,植物中天然存在著復雜的防御體系,當植物受到害蟲咬噬后,其釋放的萜類化合物可以吸引害蟲天敵來啟動間接防御系統(tǒng)。玉米作為我國的第一大作物,蟲害是制約玉米產(chǎn)量的關鍵因素之一。因此研究玉米萜類合成酶基因的表達調(diào)控機制,對于解析玉米防御體系的分子調(diào)控網(wǎng)絡及培育抗蟲玉米品種具有重要意義。
玉米萜類合成酶TPS10是催化玉米倍半萜類物質(zhì)產(chǎn)生的關鍵酶,該研究團隊利用模式植物“擬南芥”分析玉米TPS10基因的啟動子序列,得到啟動子-300至-200區(qū)段為基因誘導表達所必須的功能序列,通過酵母單雜交、生物信息學分析、凝膠阻滯、原生質(zhì)體瞬時表達分析及轉(zhuǎn)基因玉米驗證,最終確定玉米EREB58基因是調(diào)控玉米TPS10基因表達的關鍵基因。EREB58基因編碼一個ERF(植物轉(zhuǎn)錄因子)家族的轉(zhuǎn)錄因子,通過與TPS10啟動子中的順式作用原件GCC-box結合,激活TPS10基因的表達并誘導玉米產(chǎn)生法尼烯和(E)-α-香柑油烯,達到間接防御的目的。該研究工作揭示了ERF家族中的EREB58基因通過調(diào)控TPS10基因的表達參與玉米的間接防御,為解析玉米及其他植物防御體系的分子調(diào)控網(wǎng)絡提供新的研究思路。
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