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欧博亚洲电脑版下载(www.aLLbetgame.us):中国团队找到一把“万能钥匙”:战胜马铃薯自交不亲和难题

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中国农业科学院深圳农业基因组研究所(下称“基因组所”)黄三文研究员等人提议的“优薯设计”再次获得新希望。7月6日,国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)在线揭晓了云南师范大学尚轶、李灿辉团队和黄三文团队互助研究的一项研究,题为“A non S-locus F-box gene breaks self-incompatibility in diploid potatoes”,报道了马铃薯自交亲和基因Sli (S-locus inhibitor)的克隆及功效剖析。

100多年来,马铃薯基础研究与产业生长主要围绕“四倍体育种-块茎滋生”系统开展。生产上常用的四倍体种植种存在遗传靠山狭窄、染色体高度杂合、自交衰退严重、杂交后裔星散情形庞大等坏处,造成通例四倍体育种难度大、周期长。

而二倍体马铃薯种质资源厚实,遗传剖析相对简朴。水稻、玉米等二倍体作物中成熟的育种理论和工具可直接应用于二倍体马铃薯育种。因此,行使变异厚实的遗传质料构建“二倍体杂交育种-种子滋生”系统是马铃薯育种新的生长趋势,被誉为马铃薯科研“皇冠上的明珠”。

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然而,要摘得这颗明珠并不容易。绝大多数二倍体马铃薯自交不亲和,因此构建“二倍体杂交育种-种子滋生”系统亟需解决二倍体质料自交不亲和的问题。

研究团队提到,马铃薯的自交不亲和是由高多态性的S位点控制的。S位点主要包罗两个慎密连锁的基因,花柱特异表达的S-RNase基因和花粉特异表达的SLF(S-locus F-box)基因。

S-RNase卵白具有核酸酶活性,在花粉管伸长阶段,高浓度的S-RNase卵白从柱头进入到花粉管中,特异性降解自身花粉管的rRNA,抑制花粉管的进一步伸长,到达排挤自身花粉的目的。花粉中的SLF卵白,则能与ASK1和CULLIN卵白连系,组成E3泛素复合体,介导异己S-RNase的降解,导致杂交亲和。然则SLF不能介导自身S-RNase的降解,S-RNase继续施展“细胞毒素”的作用,抑制自身花粉管的伸长,从而导致自交不亲和。

研究团队将S-RNase基因和SLF基因比作“锁”和“钥匙”的关系。他们以为,要战胜自交不亲和,可以直接损坏掉锁,或者找一把“万能钥匙”可以打开所有类型的锁。

在前期研究中,黄三文团队行使基因组编辑手艺敲除S-RNase基因和筛选S-RNase自然突变体的方式获得了自交亲和的质料,相当于“损坏了锁”。在此次最新的研究中,该团队则找到了一把“万能钥匙”Sli基因。

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值得一提的是,早在1998年,日本和美国的科学家即首次报道了Sli基因,但该基因一直未被克隆,缘故原由之一是该性状表型评价很难。黄三文团队通过基因组学剖析发现,在自交历程中仅含有Sli基因的花粉才气完成双受精,以是自交群体会泛起配子体型偏星散,并巧妙的行使这个遗传征象在不举行表型评价的条件下完成了Sli基因的克隆。

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