2022-03-17 17:58:25 楊丹丹 曹雷
近日，安徽農(nóng)業(yè)大學生命科學學院作物抗逆育種與減災國家地方聯(lián)合工程實驗室楊俊教授研究團隊在玉米中發(fā)現(xiàn)了負責核糖體核糖核酸加工的一個關鍵因子，如果玉米中缺乏這個因子，核糖體核糖核酸加工異常，核糖體的數(shù)目也大幅減少，種子的生長發(fā)育就會受到限制，蛋白質(zhì)的含量也因合成過程不足而降低。
不論是高等還是低等生物，蛋白質(zhì)都是生命活動的主要承擔者。蛋白質(zhì)是由核糖體產(chǎn)生的，核糖體可以將遺傳信息和需要表達的基因信息轉變成蛋白質(zhì)的前體肽鏈，肽鏈再經(jīng)過不同類型的加工修飾，即形成具有功能的蛋白質(zhì)。因此，核糖體在生命活動中發(fā)揮了極為關鍵的作用。隨著科學技術的進步，人們對于核糖體的組成有了更加清楚的認識。從低等的生物細菌到人類，成熟的核糖體從結構上都包含兩個部分，分別是大亞基和小亞基。大亞基和小亞基的成分也很相似，都是由核糖體核糖核酸和核糖體蛋白組成。
玉米作為我國種植面積最大、產(chǎn)量最高的農(nóng)作物，種子可以廣泛應用于飼料、食品和能源等行業(yè)。作為飼料和食物，玉米也提供了大量的蛋白質(zhì)和淀粉。因此，玉米種子在生長發(fā)育和蛋白質(zhì)的合成過程中，核糖體的功能必不可少。核糖體核糖核酸的加工過程在酵母和擬南芥中研究的比較清楚，然而，玉米中明確參與核糖體核糖核酸前體的關鍵因子卻鮮有報道。
楊俊團隊在擴繁轉座子插入突變體過程中發(fā)現(xiàn)了一個能夠穩(wěn)定遺傳的籽粒發(fā)育異常的材料，該突變體在授粉后10天就能被觀察到，石蠟切片顯示胚的細胞分化停滯，胚乳部分的基底轉運層和外圍糊粉層細胞分化也存在異常，醇溶和非醇溶蛋白的合成均受到影響，蛋白體的數(shù)目減少。成熟后的突變體籽粒胚發(fā)育不良，胚乳多為粉質(zhì)，淀粉含量和淀粉體形態(tài)也發(fā)生了變化。
該成果發(fā)表在國際植物學頂級期刊《植物細胞》上。該研究發(fā)現(xiàn)的關鍵基因為后續(xù)繼續(xù)研究高等植物核糖體核糖核酸加工機制和核糖體結構解析提供了切入點和研究方向，也為基因工程方法調(diào)控玉米核糖體形成和蛋白合成，不斷提升玉米籽粒品質(zhì)提供了參考。
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