2022-03-17 17:58:25 楊丹丹 曹雷
近日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院作物抗逆育種與減災(zāi)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室楊俊教授研究團(tuán)隊(duì)在玉米中發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)核糖體核糖核酸加工的一個(gè)關(guān)鍵因子，如果玉米中缺乏這個(gè)因子，核糖體核糖核酸加工異常，核糖體的數(shù)目也大幅減少，種子的生長(zhǎng)發(fā)育就會(huì)受到限制，蛋白質(zhì)的含量也因合成過(guò)程不足而降低。
不論是高等還是低等生物，蛋白質(zhì)都是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者。蛋白質(zhì)是由核糖體產(chǎn)生的，核糖體可以將遺傳信息和需要表達(dá)的基因信息轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì)的前體肽鏈，肽鏈再經(jīng)過(guò)不同類型的加工修飾，即形成具有功能的蛋白質(zhì)。因此，核糖體在生命活動(dòng)中發(fā)揮了極為關(guān)鍵的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)于核糖體的組成有了更加清楚的認(rèn)識(shí)。從低等的生物細(xì)菌到人類，成熟的核糖體從結(jié)構(gòu)上都包含兩個(gè)部分，分別是大亞基和小亞基。大亞基和小亞基的成分也很相似，都是由核糖體核糖核酸和核糖體蛋白組成。
玉米作為我國(guó)種植面積最大、產(chǎn)量最高的農(nóng)作物，種子可以廣泛應(yīng)用于飼料、食品和能源等行業(yè)。作為飼料和食物，玉米也提供了大量的蛋白質(zhì)和淀粉。因此，玉米種子在生長(zhǎng)發(fā)育和蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中，核糖體的功能必不可少。核糖體核糖核酸的加工過(guò)程在酵母和擬南芥中研究的比較清楚，然而，玉米中明確參與核糖體核糖核酸前體的關(guān)鍵因子卻鮮有報(bào)道。
楊俊團(tuán)隊(duì)在擴(kuò)繁轉(zhuǎn)座子插入突變體過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能夠穩(wěn)定遺傳的籽粒發(fā)育異常的材料，該突變體在授粉后10天就能被觀察到，石蠟切片顯示胚的細(xì)胞分化停滯，胚乳部分的基底轉(zhuǎn)運(yùn)層和外圍糊粉層細(xì)胞分化也存在異常，醇溶和非醇溶蛋白的合成均受到影響，蛋白體的數(shù)目減少。成熟后的突變體籽粒胚發(fā)育不良，胚乳多為粉質(zhì)，淀粉含量和淀粉體形態(tài)也發(fā)生了變化。
該成果發(fā)表在國(guó)際植物學(xué)頂級(jí)期刊《植物細(xì)胞》上。該研究發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵基因?yàn)楹罄m(xù)繼續(xù)研究高等植物核糖體核糖核酸加工機(jī)制和核糖體結(jié)構(gòu)解析提供了切入點(diǎn)和研究方向，也為基因工程方法調(diào)控玉米核糖體形成和蛋白合成，不斷提升玉米籽粒品質(zhì)提供了參考。
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