中外团队揭秘黄瓜卷须背后的新型多成果转录因子

 
 
中外团队揭秘黄瓜卷须背后的新型多成果转录因子  
 

株型改善已经给水稻、小麦和玉米等粮食作物带来了大幅增产。

当科学家在田间的园艺作物中寻找增产谜底的同时，他们的事情也为一些生物学基本问题提供了重要参考。

2020年7月13日，《自然—植物》在线颁发了中国农业科学院蔬菜花草研究所、深圳农业基因组所和中科院生物物理所、加州大学戴维斯分校等6家单元的相助成就。

他们发明，黄瓜卷须身份基因TEN是一个新型的多成果转录因子，可以或许团结在基因内部的加强子上，并通过乙酰化修饰组卵白球体区域的赖氨酸，打开染色质，激活靶标基因。

“这项研究通过黄瓜卷须这个非凡的‘透镜’，为解答团结到基因内部的转录因子如何调控基因表达这一基本科学问题提出了新的看法，是发育生物学和基因表达调控规模的一个重要打破。”中国科学院上海植物窘境生物学研究中心研究员朱康健评价说。

达尔文的卷须之问

在设施出产上，黄瓜栽培需要吊蔓发展，不需要黄瓜卷须的攀登本领。同时，卷须作为营养器官的发展争夺了大量生殖器官即黄瓜发展所需的养分。

论文通讯作者、中国农科院研究员黄三文汇报《中国科学报》，在出产上需要实时去除卷须，以促进黄瓜的康健发展、担保产量。而人工去除卷须费时费工。因此，培养适合轻简化栽培的无卷须品种，将成为黄瓜株型改善的一个重要偏向。

2010年，黄三文团队开始从基因组学中寻找办理这一实际出产问题的谜底，功效却意外地解答了一百多年前困扰达尔文的一个基本生物学问题。

1875年，达尔文在《攀爬植物的举动和习性》一书中发问：“葫芦科植物卷须的同源器官是什么？”

达尔文《攀爬植物的举动和习性》

这是因为，科学家通过剖解和尝试发明，豌豆（豆科）卷须的同源器官是叶，葡萄（葡萄科）卷须的同源器官是花序，而同样的要领却不能证明葫芦科代表植物黄瓜卷须的同源器官是什么。

论文第一作者、中国农业科学院蔬菜花草研究所研究员杨学勇汇报《中国科学报》，通过判断世界范畴内的3342份黄瓜种质，团队从中发明白独一的西双版纳无卷须黄瓜。

“这是云南的处所品种，在它的叶腋处，原来应该发展卷须的位置，长出的是失常侧枝，替代了正常卷须。这个侧枝的结尾还保存了一点卷曲的特征。很是出格和神奇。”杨学勇说。

西双版纳无卷须黄瓜叶腋处，在正常卷须的发展位置，失常侧枝替代了正常卷须。杨学勇供图

操作罕有SNP的阐明手段，他们克隆了节制卷须的身份基因TEN。基因TEN编码一个CYC/TB1类转录因子，这一类转录因子是植物株型调控的焦点。

从大刍草驯化到玉米的要害基因tb1也编码这一类转录因子。tb1抑制了分蘖的形成，改变了大刍草株型，从而进化为产量更高的玉米。

2015年，这一研究结论颁发于《分子植物》，乐成答复了达尔文的葫芦科卷须之问，即黄瓜卷须的同源器官是侧枝。

全新的多成果转录因子

“于是，我们就想知道TEN是如何调控黄瓜卷须形成的。”黄三文说，沿着这条路走下去，他们发明白黄瓜卷须别的两个神奇之处。

转录因子是一类卵白质分子，包袱着启动基因组中特定基因表达的成果。

科学家已经对转录因子团结在基因的近端启动子或远端加强子上，从而调控转录的机制较量相识。