中国农科院作科所鉴定到一个调控大豆株型的微管蛋白基因

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

株型改良对提高大豆产量至关重要，在未来密植栽培的发展大方向下，紧凑型株型在大豆育种中具有极高的应用潜力。微管是植物细胞骨架的重要成员之一，由α-微管蛋白和β-微管蛋白单体两个天然亚基构成。微管蛋白的改变直接影响到微管骨架的动态变化，进而改变植株的形态。而大豆株型调控相关的微管蛋白目前还知之甚少。

近日，中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟研究员团队在The Crop Journal在线发表了题为“Ideal Type 1 is caused by a point mutation in the α-tubulin gene that affects microtubule arrangement in soybean”的研究论文，作者以中品661（zp661）背景下的EMS诱变突变体it1（Ideal Type 1）为研究材料，挖掘到一个调控大豆株型形态建成的新基因。

研究者发现，与野生型相比，it1突变体表现出多效性的突变表型，包括株高降低，叶柄缩短，叶片皱缩，籽粒凹陷，形成紧凑型株型。细胞学观察发现，突变体的叶片铺板细胞、叶柄表皮细胞、叶柄木质部和韧皮部细胞形态发生改变（图1）。利用图位克隆的方法对其目的基因进行定位和克隆，发现GmIT1基因编码一个α微管蛋白，在基因的外显子上发生G-A非同义突变导致了该突变体表型（图2）。GmIT1的基因突变影响微管排列，导致细胞形态改变，高浓度的炔苯酰草胺能够诱使野生型叶片铺板细胞丧失各向异性生长能力，导致细胞形态与突变体相同（图3）。转基因分析发现，过表达突变型Gmit1基因可使转基因植株细胞形态发生改变，表现出与it1突变体相同的表型（图4）。通过对it1突变体二次EMS诱变获得多个抑制突变体（suppressor），这些突变体的Gmit1基因均携带一个额外的非同义突变（图5）。综上所述，该研究挖掘到一个调控大豆株型形态建成的新基因，为分子育种提供坚实的理论基础和基因资源，同时该突变体及其抑制突变体的发现也为株型改良提供了重要的种质资源。

作者和基金项目

东北农业大学苏伯鸿博士和中国农业科学院作物科学研究所郭勇研究员为该文共同第一作者，中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟研究员为通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32172005）和中国农业科学院农业科技创新工程项目的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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