本报武汉10月12日专电(通讯员范敬群 驻鄂记者钱忠军)华中农业大学生命科学技术学院严建兵教授及其合作者在玉米的ZmCCT基因中发觉一个CACTA转录因子,能有效减弱玉米对光的敏锐 性并加速玉米驯化传播,该成果为说明玉米从长日照来 短日照的驯化找来 了“钥匙”。最新一期美国科学院院刊PNAS在线发表了这一成果。
玉米原产于阳光充足的墨西哥,全世界包括我国在内的主要玉米种植区域目前并不能保证足够的长日照,中国养猪网,而如何解决玉米对不同地区的日照长度的适应,一直是科学家们关注的热点研究课题。
玉米的光照长度,开花期尤为重要。严建兵教授及其合作者对一个来源不同具有广泛多样性、代表性的500余份玉米自交系从南来 北进行了种植并调查其开花时间,利用覆盖全基因组的高密度分子标记,结合全基因的关联估量 找来 了一个影响开花期的关键位点。这个位点是一个包含CCT结构域的基因,命名为ZmCCT。
研究者通过进一步深入估量 发觉,该基因与水稻Ghd7为同源基因(Ghd7,华中农业大学张启示院士等2008年成功克隆该基因,研究结果发表在自然遗传学上)。通过复杂的PCR估量 ,研究人员发觉,位于该基因启动子区域一个大片段的插入和缺失是该基因的重要功能位点并与适应性有关,其在玉米的祖先品种大刍草中完全缺失,估量 应该是在大刍草来 玉米的进化过程中发生,并在热带来 温带玉米的扩散过程中受来 了显然筛选。
ZmCCT基因启动子区域的大片段插入影响了启动子序列的甲基化程度,导致基因表达的降低,促进开花期提前2来 6天,从而使玉米越发适应北方长日照地方的生长。研究人员进一步结合RNA测序技术,以ZmCCT为中心,估量 了长日照下调控玉米光周期的基因调控网络,发觉了多个下游调控的关键基因。
“ZmCCT是调控玉米光周期的一个关键基因,在其它禾本科作物如水稻和高粱等都发觉有其同源基因,有证据掩饰CCT及其同源基因在调控植物的光周期方面可能起重要作用。”严建兵介绍,“不仅如此,包含CCT结构域的这一类基因可能通过影响光周期进一步影响农作物的其它关键农艺性状,是一个有重大价值、可应用于作物遗传改良的关键基因,值得进一步深入研究。”
据介绍,华中农业大学严建兵教授,中国农大徐明良教授、杨小红副教授,河南农大陈彦惠教授等通过不同研究手段,几乎同时注意来 该基因的重要性,最后各研究团队通力合作共同发表了该研究成果,严建兵教授课题组博士生李文强为论文共同第一作者。


