英国约翰英纳斯研究中心研究人员发现一类新的小麦半矮化基因

以下文章来源于植物科学SCI ，作者植物科学SCI

2022年11月23日，英国约翰英纳斯研究中心 (John Innes Centre) Philippa Borrill 团队在PNAS 杂志发表了题为An autoactive NB-LRR gene causes Rht13 dwarfism in wheat 的研究论文。本研究发现替代矮化基因Rht13 编码自激活的NB-LRR 基因，而不是赤霉素信号传导或代谢的组成部分。自激活的Rht13 等位基因(Rht-B13b)导致病程相关基因的上调并影响细胞壁特性。Rht-B13b 可将株高降低到与传统矮化基因相当的程度，并具有增加茎强度的额外优点。这一发现揭示了小麦中一类意想不到的降低株高的基因，并为使用自激活NB-LRR 基因降低一系列作物物种的高度提供了机会。

半矮化基因极大地提高了全球小麦产量，但广泛使用的赤霉素(GA)不敏感基因Rht-B1b和Rht-D1b 对出苗不利。使用GA 敏感的半矮化基因Rht13 可以避免这种多效性的影响。本研究发现，Rht13 编码一个核苷酸结合位点/富含亮氨酸重复序列(NB-LRR) 的基因。半矮化Rht-B13b 等位基因的点突变会自动激活NB-LRR 基因，并导致不同遗传背景下具有与Rht-B1b 和Rht-D1b 相当的株高。自激活的Rht-B13b 等位基因会导致病程相关基因的转录上调，这些基因包括与细胞壁重塑相关的III类过氧化物酶等。与其他编码GA 信号或代谢途径的成分的Rht基因不同，Rht13 代表一类新的降低株高(Rht)的基因。这一发现为在一系列作物物种中使用自激活的NB-LRR 基因作为半矮化基因，并使用完美的遗传标记将Rht13应用于小麦育种计划开辟了道路。

Rht-B13b 引起半矮化的途径模型。在野生型植物(Rht-B13a, 左)中，NB-LRR蛋白无活性，导致正常的细胞壁交联，细胞扩增和生长。在自激活突变体(Rht-B13b, 右)中，包括III类过氧化物酶在内的PR基因在扩张组织中上调。III类过氧化物酶可以使用H2O2 来增加细胞壁交联，从而导致细胞扩增和生长减少。

原文链接：

https://doi.org/10.1073/pnas.2209875119

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！