爆发！国内植物领域两天发表2篇Cell文章，1篇Nature Genetics

2023年7月28-29日，Cell杂志在线发表了两篇植物学研究论文，同时Nature Genetics杂志在线发表了一篇植物科学研究论文，最为重要的是这三篇高水平文章全部来自国内课题组，具体如下：

1. 2023年7月28日，Cell杂志在线发表了来自中国科学院遗传与发育生物学研究所题为“Central cell-produced attractants control fertilization recovery”的研究论文，该研究发现中央细胞可直接分泌小肽SAL1和SAL2吸引花粉管, 揭示了中央细胞作为雌配子的新功能。该机制使胚珠在助细胞消亡或功能受损时仍能吸引花粉管, 实施受精补偿作用(图1)。更为有趣的是, 中央细胞的这一特殊功能, 可使胚珠在授粉后较长一段时间内仍具有吸引花粉管的能力, 从而最大程度地保证双受精的成功。该工作无疑拓展了我们对复杂受精调控机制的想象空间, 也增进了我们对配子特性与功能的认识。

研究表明在正常授粉条件下, 助细胞(s)分泌吸引信号, 引导花粉管进入胚囊, 释放2个精细胞, 分别与卵细胞(e)和中央细胞(central cell)融合, 实现双受精。这时中央细胞表达的SALVAGER小肽保存在中央细胞中。当花粉管携带的精细胞无受精能力时(如gcs1突变体精细胞), 2个助细胞都被花粉管消除, 但未发生双受精, 这时中央细胞中的SALVAGERs小肽向珠孔和珠柄分泌, 吸引新的花粉管进入。当新花粉管携带有功能的精细胞时, 双受精成功发生, 实现正常结实和后代繁衍。【Cell】解答百年难题！ 中科院遗传所揭示植物受精恢复新机制

2. 2023年7月27日，Cell杂志在线发表了来自万建民院士领衔，中国农业科学院和南京农业大学(第一单位)的科研团队合作题为“A natural gene drive system confers reproductive isolation in rice”的研究论文，该研究系统鉴定了引起籼稻和粳稻杂种花粉不育的位点，并对其中一个最主效的位点进行了基因克隆和遗传、分子机制的深入解析，解开了水稻生殖隔离之谜，同时揭示了基因的演化规律以及其在不同水稻种质资源之间的分布。该研究为利用亚种间杂种优势培育高产品种提供了理论和技术支撑。南京农大又发Cell ! 万建民团队破解水稻生殖隔离之谜

3. 2023年7月27日，《自然-遗传学》（Nature Genetics）杂志在线发表了华中农业大学邢永忠教授课题组（水稻产量生物学实验室）的研究论文“Suppressing a phosphohydrolase of cytokinin nucleotide enhances grain yield in rice”。该研究挖掘到一个水稻增产的重要基因GY3，该基因可通过调控细胞分裂素的合成，显著增加水稻每穗粒数，将小区产量提高7%~15%，为水稻高产育种提供了重要的基因资源。【Nature Genetics】研究发现水稻增产重要基因，小区产量提高7%~15%

粳稻GY3提高籼稻恢复系及其配制的杂交种产量

团队利用籼稻品种特青和粳稻品种02428构建的高级遗传群体克隆了产量基因GY3，发现粳稻来源的GY3为优良等位基因，具有增产效应。此外，团队在粳稻GY3启动子区域鉴定到一个反转座子插入，该反转座子的插入，增强了GY3启动子区域的表观修饰，降低GY3表达量，从而增加每穗粒数和谷物产量。通过体内体外实验，团队进一步证实了GY3参与细胞分裂素的“两步法”合成，敲除或者抑制GY3的表达，可减少细胞分裂素合成前体底物的无效消耗，提高体内活性细胞分裂素含量，从而增加水稻产量。

通过对GY3启动子区域序列分析，团队发现，大部分粳稻（98%）和少部分籼稻（21%）携带优良GY3等位基因，而当前推广的籼稻品种绝大多数不具有GY3增产等位基因，这也表明，GY3在籼稻育种中尚未被育种家们利用。

转自：“iPlants”微信公众号

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