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玉米团队解析玉米籽粒代谢遗传基础

核心提示: 2015年11月10日,《植物生理学》(Plant Pysiology)杂志在线发表了作物遗传改良国家重点实验室玉米团队严建兵教授课题组的研究论文。这项工作以两个玉米重组自交系群体为基础,结合数量遗传学和基因表达网络分析方法解析了成熟籽粒中155种代谢物质含量变异的遗传基础。

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南湖网讯(通讯员 闻玮玮)2015年11月10日,《植物生理学》(Plant Pysiology)杂志在线发表了作物遗传改良国家重点实验室玉米团队严建兵教授课题组的研究论文(Combining quantitative genetics approaches withregulatory network analysis to dissect the complex metabolism of the maizekernel)。这项工作以两个玉米重组自交系群体为基础,结合数量遗传学和基因表达网络分析方法解析了成熟籽粒中155种代谢物质含量变异的遗传基础。

尽管玉米是全世界最重要的作物之一,但对玉米籽粒中有益微量代谢成分的挖掘研究尚不深入。剖析玉米籽粒中各种代谢成分的遗传基础,挖掘功能基因,不仅对增加玉米籽粒中除淀粉,油份等熟知的大量营养成分之外的其它微量营养成分,提高经济和市场附加值具有重要意义,而且为植物代谢的生化和分子机理研究提供了新的信息和思路。本研究利用液质联用技术分析玉米成熟籽粒中的代谢谱,继而用基于重组自交系的连锁分析定位到与155个代谢物质含量相关联的882个数量性状位点(QTL)。这155个物质涵盖了氨基酸、脂肪酸、维生素和类黄酮等几大类代谢物。在对每个QTL区间内基因进行注释后,研究团队结合生化知识和已发表文献找到了大量与代谢物含量关联的候选基因,并进一步以已知代谢途径为出发点,结合基因表达量数据发散网络,捕获与该代谢途径关联的新的候选基因,部分基因与QTL定位所发掘的基因重合。研究成果丰富了我们对玉米籽粒代谢调控的认识,也为玉米品质性状的进一步遗传改良提供了有价值的参考。

本研究第一作者兼通讯作者为闻玮玮博士,这是她在我校博士后研究工作内容的又一成果,自去年起她已分别在《自然•通讯》(Wen et al, 2014,http://news.hzau.edu.cn/2014/0317/37862.shtml) 和 《植物细胞》 杂志(Wen et al, 2015,http://news.hzau.edu.cn/2015/0719/42843.shtml)发表了玉米代谢网络遗传分析的相关论文,闻玮玮博士目前受聘于德国马普分子植物生理所。我校严建兵教授课题组的刘海军、周杨、肖英杰、金敏、杨宁、潘青春,罗杰教授课题组的李东,马普所的Takayuki Toghe, Alisdair Fernie等多位老师和同学共同参与完成了该研究工作。该研究受到国家973计划和国家自然科学基金等项目的资助。

全文链接:http://www.plantphysiol.org/content/early/2015/11/10/pp.15.01444.abstract

审核人:严建兵

责任编辑:兰涵旗
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