【48812】西北农林科技大学兰文智课题组提醒水稻籽粒萌生的镁供给机理
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时间: 2024-07-10 07:04:13 | 作者: 五星电视体育直播在线观看
种子吸水后，发动萌生进程，将胚转化生理活泼状况，发育胚根和胚芽。在这一阶段，胚根无法直接吸收外部矿藏质，因而胚根和胚芽发育所需的矿藏质全都依赖于种子内储藏的再分配。水稻种子中，矿质首要散布在种皮和胚乳之间的糊粉层。糊粉层由多层活泼的糊粉层细胞组成，不直接与胚触摸，标明存在特定机制将矿藏质从糊粉层输送至胚的进程。
该研讨首要剖析影响水稻种子萌生的要害矿藏质。不同矿藏质对完好种子和独自胚的萌生影响，发现镁缺失明显按捺了胚的萌生。因为镁离子运送需求转运体的介导，该研讨使用生物信息学和基因表达剖析挑选水稻种子镁转运体基因，发现进化保存的镁转运相关的ACDP宗族成员OsMGR3在种子中特异表达（图1A）。转基因GUS染色和蛋白荧光亚细胞定位试验承认OsMGR3在水稻种子的糊粉层特异表达（图1B），并定坐落质膜（图1C）。这些依据成果得出OsMGR3参加糊粉层细胞的镁离子外排。
图1. OsMGR3的安排表达和亚细胞定位。A，OsMGR3是种子高表达的MGR宗族成员；B, OsMGR3特异表达在糊粉层; C, OsMGR3定坐落质膜。
为了讨论OsMGR3在种子萌生中的功能及机制，研讨使用CRISPR/Cas9技能获得了OsMGR3水稻骤变体，成果显现该骤变体表现出萌生推迟和胚根胚芽长度减短的表型。镁荧光成像显现水稻种子中的镁离子首要存在于糊粉层。在萌生进程中，osmgr3骤变体的糊粉层向胚运送的镁离子明显削减（图2B）。经过野生型和osmgr3骤变体种子的胚/胚乳嫁接试验，研讨之后发现OsMGR3的骤变按捺了胚在萌生进程中的成长和分解（图2A）。这些依据成果得出种子使用OsMGR3将糊粉层的镁输送至胚，以支撑种子的萌生（图2C）。
图2. OsMGR3在种子萌生中的效果。A，胚/胚乳嫁接试验标明OsMGR3参加胚萌生；B, osmgr3骤变下降胚的镁含量；C, OsMGR3的效果模型;
西北农林科技大学未来农业研讨院栾明达副教授和兰文智教授为通讯作者，南京大学王斌教授参加该项研讨的辅导。
兰文智教授课题组长时间从事植物养分信号的研讨，发现了植物镁外排转运体MGR、液泡磷吸收转运体VPT1和叶绿体锰吸收转运体CMT1等多个转运体，以榜首/通讯作者(含一起)在Nat Plants、Mol Plant、Plant Cell、PNAS, New Phytol和Plant Physiol期刊宣布了20多篇文章。为促进课题的发展，诚邀具有生化和分子生物学、微生物学、植物生理或病理学研讨布景的科研人才，以博士生或博士后参加该集体。
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