骚货 JGG | 四川农大曹墨菊团队发现质体结尾氧化酶PTOX参与转化玉米叶色和粒色|卵白|籽粒

发布日期：2024-09-28 00:01    点击次数：55

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类胡萝卜素是植物中最丰富的一类自然色素，参与光合营用和光保护，亦然植物激素零星酸(ABA)和独脚金内酯(SLs)合成的前体。类胡萝卜素行为玉米籽粒的主要呈色物资，其含量上下影响着玉米籽粒品性。尽管类胡萝卜素合成通路的大多半基因还是被克隆骚货，但其合成和代谢的调控机制还不够走漏。

近日，Journal of Genetics and Genomics在线发表四川农业大学玉米计议所曹墨菊解说团队题为“Maize plastid terminal oxidase (ZmPTOX) regulates the formation of leaf color and kernel color by modulating plastid development”的计议论文。该计议揭示了质体结尾氧化酶PTOX通过参与质体发育截至玉米叶色和粒色， PTOX突变后 AOXs基因抵偿性参与叶绿体发育，为玉米高光效和生物强化育种提供了潜在计议念念路。

该计议通过放射诱变筛选到一份玉米斑马叶突变体 zb10-1。表型刚毅发现该突变体苗期阐扬为斑马叶(或斑叶)骚货，且叶色突变表型受光照和温度的影响，籽粒阐扬为白色。图位克隆和等位分析细则了截至玉米叶色和粒色的基因编码质体结尾氧化酶(plastid terminal oxidase, ZmPTOX)。 ZmPTOX在玉米叶片和胚乳中抒发量较高。抒发和代谢分析效果标明，突变体 zb10-1叶片和籽粒中的八氢番茄红素呈现高积聚，而其它类胡萝卜素合成受阻，诠释ZmPTOX通过影响八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase, ZmPDS)的活性，调控类胡萝卜素合成进而影响玉米质体发育最终导致叶色和粒色荒谬在型。系统的表型不雅察发现，突变体 zb10-1叶片斑马条纹的造成与光周期相关，且不同叶龄叶片的斑马叶条纹一致。 ZmPTOX同源基因 ZmAOX2仅在突变体 zb10-1的叶色突变区域高抒发，且在突变体中的抒发受到光周期和光强调控。同期，过抒发 ZmAOX2大概回补拟南芥PTOX功能缺失突变体 im的突变表型，亚细胞定位和卵白免疫钤记施行标明 ZmAOX2基因大概在叶绿体中诓骗PTOX的功能。

PTOX与AOX卵白调控玉米质体发育

要而论之，该计议克隆了一个玉米质体结尾氧化酶基因 ZmPTOX，该基因通过调控类胡萝卜素合成从而影响玉米叶片和籽粒中质体发育。同期 ZmAOX2基因不错抵偿 ZmPTOX基因的功能，在 zb10斑马叶条纹造成经由中阐扬要津作用。该计议完善了玉米协同调控光合营用和籽粒情怀的分子机制，对开展玉米高光效和生物强化育种具有进击的表面开垦道理。

作家简介

四川农业大学玉米计议所驱散业博士生黄强(现履新于四川省原子能计议院)、赵卓凡(现履新于成齐理工大学)和博士生刘孝伟为该论文共同第一作家骚货，商洛学院的王丹凤博士提供了计议念念路并协助了部单干作，四川农业大学玉米计议所曹墨菊解说为通信作家。相关职责取得国度重心研发经营、国防科工局和四川省科技经营等名堂资助。