-科學家開發出高通量研究玉米基因位點新技術
作者:李晨 王靜
發布時間:2020-10-12
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-科學家開發出高通量研究玉米基因位點新技術

 李平華(左二)和研究生查看模式植物長勢      山東(dong) 農(nong) 大供圖

10月9日,《自然—通訊》在線發表了山東(dong) 農(nong) 業(ye) 大學農(nong) 學院教授李平華等中外科學家合作研究成果。他們(men) 探索出高通量研究玉米轉錄因子調控位點的新技術,利用大規模轉錄因子數據重新構建了玉米葉片基因表達調控網絡,使玉米基因編輯不再“大海撈針”。

玉米是世界範圍內(nei) 的重要農(nong) 作物,是我國種植麵積最大、總產(chan) 量最多的糧食作物,抓好玉米生產(chan) 對確保我國穀物基本自給、保障國家糧食安全具有重要作用。而葉片是保證玉米產(chan) 量的重要器官,研究玉米葉片表達相關(guan) 轉錄因子,解析其調控機製和網絡,對玉米遺傳(chuan) 改良具有重要意義(yi) 。

論文通訊作者之一李平華介紹,轉錄因子在動植物生長發育及其對外界環境的反應中起著重要作用,是調控基因表達的最關(guan) 鍵因子之一,也是生物學研究領域的焦點和熱點。真核細胞內(nei) 部的轉錄調控網絡由轉錄因子的組合作用所決(jue) 定,但業(ye) 內(nei) 對植物中轉錄因子的結合研究較少,對這種複雜的網絡仍知之甚少。

該研究成果首次在玉米中全麵解析了葉片表達轉錄因子的結合位點,構建了玉米葉片轉錄調控網絡,分析了轉錄因子結合位點對葉片形態、吐絲(si) 開花等農(nong) 藝性狀的影響,解析了其在物種進化中的保守性和變化,提出了轉錄因子共結合是影響植物轉錄調控特異性的關(guan) 鍵因素的新觀點。

該研究推動了植物界對植物基因轉錄起始調控的認識,使得遺傳(chuan) 學及育種學專(zhuan) 家可以有目的地對基因調控位點進行改造,並編輯和創製新的基因調控位點,訓練機器學習(xi) 模型來預測轉錄因子結合和共定位,建立智能組合優(you) 良等位基因,豐(feng) 富基因多樣性。

同時,該成果為(wei) 世界玉米基礎研究提供了第一手資料,也為(wei) 玉米種質資源創新提供了新思路和新方法,有利於(yu) 實現智能、高效、定向培育新品種,促進作物育種學科向更高層麵發展。



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