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科學(xué)家揭示COG1轉(zhuǎn)錄因子能顯著增加植物生物量
作者：溫才妃 孔子俊 來源：中國科學(xué)報
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近日，蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授黎家團隊研究揭示了擬南芥COG1轉(zhuǎn)錄因子促進生物量積累的分子機制，發(fā)現(xiàn)COG1可以促進植物的光合速率和葉片中淀粉的合成，而且不同植物物種中COG1促進生物量積累的生物學(xué)功能是保守的。相關(guān)成果發(fā)表于植物學(xué)領(lǐng)域國際期刊《分子植物》。
光合作用是作物產(chǎn)量的主要決定因素。從光合作用的角度來研究作物高產(chǎn)機理，挖掘作物高產(chǎn)潛力一直是國際植物學(xué)和農(nóng)學(xué)領(lǐng)域科研工作者長期以來追求的目標。深入研究光合作用的分子機理及其基因表達調(diào)控機制具有十分重要的基礎(chǔ)理論和生產(chǎn)實踐意義。
黎家團隊在前期工作中通過激活標簽法篩選到了油菜素內(nèi)酯受體BRI1弱突變體bri1-5的一個遺傳抑制子，命名為cog1-3D。他們研究發(fā)現(xiàn)，與野生型相比，cog1-3D葉柄伸長、整個蓮座較大、單株鮮重顯著增加。35S:COG1轉(zhuǎn)基因植物可以重現(xiàn)出cog1-3D突變體的表型，說明cog1-3D生物量積累顯著增加的表型是由COG1超表達所造成的。
研究還發(fā)現(xiàn)，結(jié)合T-DNA插入和CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建的COG1及其同源基因CDFs的七重缺失突變體蓮座變小、地上部分鮮重減少。通過RNAseq、ChIP-PCR及EMSA實驗發(fā)現(xiàn)COG1作為一個Dof（DNA binding with one zinc finger）類型的轉(zhuǎn)錄因子，可以直接結(jié)合到多個捕光復(fù)合物基因LHCs的啟動子區(qū)域，促進它們的表達。這一研究對將來通過分子手段培育高產(chǎn)作物具有非常重要的應(yīng)用價值。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2023.09.011
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