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      microRNA分子的缺失促進(jìn)了水稻的產(chǎn)量
      
			
      
				2019-03-16 09:52:36
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      新石器時(shí)代祖先消費(fèi)的野生稻與今天吃的馴化大米有很大不同。雖然目前尚不清楚人類何時(shí)開始種植水稻，但長(zhǎng)江流域最古老的稻田 - 可追溯到公元前4000年。在其長(zhǎng)期栽培歷史中，具有降低產(chǎn)量或阻礙收獲(例如，谷物粉碎)的性狀的水稻植物被淘汰，而具有增加產(chǎn)量的性狀的水稻(例如，高度分枝的開花結(jié)構(gòu))被選擇和繁殖。雖然由此產(chǎn)生的水稻植物是為世界上大部分人口提供食物的超級(jí)生產(chǎn)者，但它們依賴于人類的援助，無(wú)法承受惡劣的環(huán)境條件。
      

      microRNA分子的缺失促進(jìn)了水稻的產(chǎn)量
      

      科學(xué)家可以通過(guò)比較栽培稻植物的基因與野生稻親屬的基因來(lái)研究水稻馴化過(guò)程中發(fā)生的一些變化的遺傳基礎(chǔ)。使用這種方法，已經(jīng)鑒定和研究了在馴化期間改變的幾個(gè)關(guān)鍵基因，例如影響谷物破碎的那些基因。這些基因中的大多數(shù)編碼與其他基因結(jié)合并調(diào)節(jié)其活性的轉(zhuǎn)錄因子。
      

      由PV Shivaprasad博士領(lǐng)導(dǎo)的印度塔塔基礎(chǔ)研究所國(guó)家生物科學(xué)中心的一組研究人員想知道另一種分子調(diào)節(jié)因子microRNAs是否也有助于水稻的馴化。微小RNA通過(guò)與基因的RNA拷貝結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)特定的靶基因，并與其他分子一起阻斷它們的活性或?qū)⑺鼈兦谐晌⑿〉钠?。在特殊情況下，產(chǎn)生的RNA片段會(huì)觸發(fā)沉默級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而關(guān)閉與初始靶基因相似的基因活性。
      

      研究人員比較了高產(chǎn)秈稻品系的microRNA種群與野生稻和幾種傳統(tǒng)水稻品種的microRNA種群。一種microRNA種類脫穎而出：miR397在野生稻的旗葉中積累到高水平，但在分析的其他植物中幾乎檢測(cè)不到?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，miR397通過(guò)沉默級(jí)聯(lián)沉默了漆酶基因家族的幾個(gè)成員。漆酶基因，其中水稻基因組中有30個(gè)，編碼促進(jìn)木質(zhì)組織形成的蛋白質(zhì)，從而提供機(jī)械強(qiáng)度。通過(guò)沉默這些基因的一部分，miR397大大減少了木質(zhì)組織的形成。此外，當(dāng)科學(xué)家在馴化水稻中轉(zhuǎn)基因表達(dá)編碼miR397的基因時(shí)，所得到的植物與野生稻植物的相似性高于馴化的植物，具有長(zhǎng)而細(xì)長(zhǎng)的莖; 狹窄的短葉; 開花結(jié)構(gòu)很少; 幾乎沒(méi)有任何米粒。實(shí)際上，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)提高單個(gè)microRNA種類的水平來(lái)部分去除水稻。
      

      這些發(fā)現(xiàn)引發(fā)了一些有趣的問(wèn)題。如果通過(guò)增加miR397水平沉默幾個(gè)漆酶基因會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)面影響，那么上調(diào)同一組漆酶基因的表達(dá)會(huì)促進(jìn)谷物生產(chǎn)嗎?此外，還會(huì)降低野生稻植物中miR397的水平，從而解除對(duì)漆酶基因的抑制，提高產(chǎn)量，同時(shí)保留允許野生植物在惡劣環(huán)境中茁壯成長(zhǎng)的特性?“miR397和漆酶基因與預(yù)測(cè)與水稻產(chǎn)量有關(guān)的未知基因組區(qū)域重疊。修改它們?cè)谝吧锓N和栽培稻中的表達(dá)將有助于提高產(chǎn)量和其他有益特性。我們希望我們的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)未來(lái)的研究，以確定與植物馴化相關(guān)的其他變化，帶頭進(jìn)一步改善作物的未來(lái)，“Shivaprasad博士表示。
      
			

			
        
      
			
      
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