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青科沙龙第55期丨ZmRPN1特异调控玉米花粉数量自然变异的机理解析

研究内容:

花粉数量对于种子植物的繁殖成功至关重要,且在不同的物种和个体之间,花粉数量均存在广泛变异。玉米是少见的雌雄同株、异花、风媒传粉的栽培作物,具有强大的雄花序和极大的花粉数量。在玉米种质生产过程中,通常是一个父本行对应给多个母本行授粉,因此足够数量的花粉对于玉米的杂交制种尤为重要。然而,目前关于花药/花粉发育的相关研究大多基于突变体材料,花粉数量自然变异的遗传基础仍然知之甚少。
近日,中国农业大学农学院国家玉米改良中心贺岩教授团队在Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了题为 “ZmRPN1 confers quantitative variation in pollen number and boosts hybrid seed production in maize” 的研究论文。该论文通过不同环境下全基因组关联分析,揭示了一个特异调控花粉数量基因ZmRPN1,研究发现ZmRPN1启动子区的序列变异可能在其对玉米花粉数量调控中起重要作用。

研究结果证明 ZmRPN1 等位基因在调节天然现代玉米自交系的花粉产生中发挥作用。 由于玉米是一种异型杂交的雌雄同体植物,了解如何确定花粉数对于基础生物学和农业生产的改进至关重要。 例如,由于 ZmRPN1 是花粉数变异的主要决定因素,因此该基因代表了玉米杂交育种计划以及其他谷物计划的相关目标,其中花粉数可能受到类似基因和机制的调节。该研究不仅拓展了我们对植物生殖生物学的理解,而且还为提升玉米杂交制种产量提供了一个重要的基因靶点。

嘉宾简介:

郭婷,中国农业大学博士。目前在中国农业大学农学院攻读博士学位,导师为贺岩教授。主要研究方向为玉米花粉数量和花粉育性自然变异的遗传基础解析,近期以共同第一作者在Plant Biotechnology Journal期刊发表论文一篇。

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