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土壤植物互作团队分析阐述作物驯化过程中的基因选择
发布者：管理员发布时间：2022-06-22作者：吴庆钰来源：土壤植物互作团队点击量：
近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作团队对玉米和水稻产量调控基因的驯化与选择进行了阐述和分析。相关成果以热点评述形式发表在遗传学著名杂志《遗传学趋势（ Trends in Genetics ）》上。
据吴庆钰研究员介绍，人类祖先通过几千年的漫长岁月把玉米和水稻的野生种驯化成了现代的栽培品种。穗粒数的提高是驯化所导致的最明显的变化之一。近期，我国科学家的一项重要研究发现调控玉米和水稻穗粒数的基因 KRN2 在驯化过程中被平行选择。 KRN2 通过调控花序分生组织发育来改变两种粮食作物的穗粒数。但与其他花序分生组织发育基因不同的是，敲除 KRN2 并未导致花序的无序发育等负面表型，而是显著地提升了穗粒数和产量。但通过调查大量种质资源，在自然群体中并未发现该基因的无意义突变等位。作者对此进行了深入探讨。
作者通过分析该基因所处位置的重组和突变频率发现该区段并不是一个‘突变荒漠’，因此推测该基因的无意义突变等位突变可能曾出现，但由于种种原因并未被保留下来。该论文还结合此前研究工作对KRN2蛋白的功能进行了预测。KRN2编码一个具有多个WD40结构域的蛋白，形成一个类似螺旋浆型的结构，与其结构相似的蛋白还包括著名的三聚体G蛋白beta亚基。此前吴庆钰课题组和美国冷泉港实验室David Jackson教授课题组以及山东大学徐芳教授曾发现玉米G蛋白beta亚基对分生组织发育和免疫都起重要调控作用（PNAS 2020, 117:1799）。因此，作者推测KRN2可能还有免疫调控等功能并提出通过Turbo ID临近标记等技术可帮助挖掘KRN2的互作蛋白，从而进一步挖掘该蛋白的位置功能。该论文还指出，在多种遗传背景下对该基因的不同等位进行表型鉴定将有助于进一步理解该基因的功能，并并全面释放该基因的应用潜力。
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士研究生肖冰和与沈阳农业大学联合培养博士生李沛为该论文的共同第一作者。吴庆钰研究员为该论文的通讯作者。该研究受国家自然科学基金，重点研发计划和中国农业科学院创新工程资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tig.2022.06.002
