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2022/04/06 上午9:17:24 星期三
木本植物JcSEUSS1抑制植株生殖器官的生长发育
发布时间：2023-09-01
作者：唐明勇
对于收获生殖器官果实或种子的作物而言，增加作物的开花结实量是提高产量的最有效途径。小桐子是一种典型的热带油料作物，因种子富含油脂且适合加工生物柴油而备受关注。小桐子因营养生长旺盛，导致其具有很强的耐旱和耐逆性，适合于干热河谷地区的生态修复，但种子产量相对较低。SEUSS (SEU)编码一个含有谷氨酰胺结构域和LIM结构域的转录因子，在拟南芥中SEU具有维持花器官特性和控制花器官数量的功能，此外也调控侧根和雌性生殖组织的发育。在水稻中，OsSEU与OsLUG、OsAP1和OsSEP3形成复合物影响生长素浓度控制花的发育。为了改良小桐子产量低的现状，热带资源植物分子育种组王静娴在导师徐增富和唐明勇的指导下，分别创制了JcSEUSS1超量表达和基因沉默的小桐子种质。收获T1代种子以后批量在田间种植和统计产量，发现超量表达JcSEUSS1基因对生殖生长有负面影响，而沉默JcSEUSS1基因对花、果实和种子的发育有显著影响，能够显著提高种子产量。
在本研究中，超量表达JcSEUSS1导致开花晚、花序和果序数量少、果实、种子和种仁变小，导致种子产量和含油量降低。相比之下，通过RNA干扰技术下调JcSEUSS1的表达可使花序数、小花数和种子产量增加。此外，JcSEUSS1过表达植株和RNAi植株的脂肪酸组成也发生改变，过表达植株的不饱和脂肪酸(FAs)比例增加，基因沉默植株的饱和脂肪酸(FAs)比例增加。这些结果表明JcSEUSS1基因在调节生殖生长中发挥作用负调控开花时间、单果实种子数、种子重量和体积。本研究通过沉默负调控生殖发育基因的表达量实现种子产量的增加，研究思路较新，研究成果能够有效指导作物育种具有较强的应用价值。
上述研究成果以JcSEUSS1 negatively regulates reproductive organ development in perennial woody Jatropha curcas为题发表在植物学杂志经典期刊Planta上 https://doi.org/10.1007/s00425-023-04244-7。多年生木本植物的育种周期长，分子育种是一项新技术，也是一个新产业，具有广阔的发展前景，本研究为转基因育种提供策略和基因资源。
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