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Mol Plant:农科院作科所王国英研究组发现UBL1基因调控玉米籽粒发育的分子机制

摘要 : 近日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Molecular Plant》杂志在线发表了中国农业科学院作物科学研究所玉米分子生物学创新小组王国英研究员在玉米籽粒发育研究方面取得了新突破

 近日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Molecular Plant》杂志在线发表了中国农业科学院作物科学研究所玉米分子生物学创新小组王国英研究员在玉米籽粒发育研究方面取得了新突破,阐明了UBL1基因在玉米发育中的关键作用及其调控机制。文章题为“The U6 biogenesis like 1 plays an important role in maize kernel and seedling development by affecting the 3’ end processing of U6 snRNA”。博士生李见坤和付俊杰副研究员为共同第一作者,王国英研究员为通讯作者。

玉米作为一种重要的粮食和饲料作物, 在世界农业生产中扮演着越来越重要的角色。从基因层面上研究玉米籽粒发育, 不仅有助于我们认识其发育的分子机制, 而且有可能为玉米分子改良提供新的方法和途径。基因表达调控在生物体发育过程中具有至关重要的作用,其调控过程主要有转录水平调控和转录后水平调控。到目前为止,在植物中转录后水平调控的相关研究报道还较少。

王国英研究员科研团队发现玉米UBL1基因影响mRNA转录后的剪接,在玉米籽粒和幼苗发育中发挥着关键作用。研究表明UBL1基因具有核酸外切酶的活性,负责细胞内剪接体复合物的重要组分U6 snRNA的修饰,功能缺失导致其总量减少及部分3’末端修饰异常,从而造成mRNA的剪接障碍。转录组测序分析进一步证实了功能缺失突变体中部分基因存在内含子滞留。研究成果对揭示玉米籽粒发育和产量形成的分子基础具有重要意义。

玉米植株和籽粒对比.-.2016129161511

原文链接:

The U6 biogenesis like 1 plays an important role in maize kernel and seedling development by affecting the 3’ end processing of U6 snRNA

原文摘要:

The regulation of gene expression at the post-transcriptional level is of crucial importance in the development of an organism. Here, we present a maize gene, U6 biogenesis like 1 (UBL1), which plays an important role in kernel and seedling development by influencing pre-mRNA splicing. The ubl1 mutant, revealing the phenotype of small kernel and weak seedling, was isolated from a Mutator-tagged population. Transgenic complementation and three independent mutant alleles confirmed that UBL1 is responsible for the phenotype ofubl1. UBL1 was annotated and certified as an RNA exonuclease belonging to the 2H phosphodiesterase superfamily. The loss of function of UBL1 in the ubl1 mutant decreases the level and leads to abnormal 3’ end constitution of snRNA U6, ultimately resulting in splicing defect of mRNAs. In vitro and in vivo studies replacing two histidines with alanines in the H-X-T/S-X (X is a hydrophobic residue) motifs demonstrated that these two motifs are necessary for the function of UBL1. The function of UBL1 is conservative across a wide phylogenetic distance as revealed through the heterologous complementation of maize UBL1 to the Arabidopsis UBL1mutant.

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