生物所揭示玉米EC复合体促进玉米开花和温带适应性的分子机制

近日,中国农业科学院生物技术研究所玉米功能基因组团队与华南农业大学开展合作研究,发现控制玉米开花期主效QTL的候选基因ZmELF3.1,其与多个蛋白互作形成EC复合体,可促进玉米开花,并在玉米从热带向温带扩展过程中受到正向选择,为玉米花期遗传改良提供重要的遗传靶标。相关研究成果发表于《植物细胞(The Plant Cell)》。

玉米起源于热带的墨西哥地区,其驯化完成后发生了向温带地区的剧烈扩张,如今世界范围内70%以上的玉米都种植于温带地区。玉米扩张过程中光周期敏感性及开花期性状受到了强烈的人工选择,而该过程的遗传基础研究目前尚相对滞后。

为探究玉米开花适应性的遗传基础,研究人员证实了ZmELF3.1是控制玉米开花期一个主效QTL的候选基因,ZmELF3.1与多个蛋白互作形成傍晚复合体(EC)促进玉米开花。研究还发现ZmELF3.1上游启动子区存在两个紧密连锁的逆转录转座子可以调控其表达,并且在玉米由热带(低纬度)到温带(高纬度)的扩张过程中受到正向选择,可能是玉米由热带向温带地区扩张的重要驱动力之一。

玉米EC复合体促进玉米开花和温带适应

生物所已毕业博士研究生赵永平、赵斌斌和谢钰容研究员为该论文第一作者,华南农业大学王海洋教授和生物所王宝宝研究员为该论文共同通讯作者,中国农业大学田丰教授、作科所李永祥副研究员对该研究做出了重要贡献。该研究得到国家重点研发计划、国家自然基金、广东省基础与应用研究重点项目、创新工程等项目的资助。

文章链接:https://academic.oup.com/plcell/advance-article-abstract/doi/10.1093/plcell/koac296/6730753