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孟征研究组发现MIKC*类MADS转录因子在单双子叶植物花粉成熟过程中存在保守功能

A. 3个水稻MIKC*-type基因在花粉中特异表达B. 水稻MIKC*-type S-cladeP-clade蛋白质之间形成异源二聚体C. 水稻MIKC*-type异源二聚体结合N10-type CArG-boxD. 水稻MIKC*-type异源二聚体激活下游靶基因

在种子植物中,MIKCC-type基因具有丰富的系统进化及功能多样性;而MIKC*-type基因在进化过程中只产生了2个古老的分支,即P-S-进化支,并且具有相当保守的配子体特异表达方式。迄今为止,仅在高等的核心真双子叶模式植物拟南芥中研究了MIKC*-type基因的功能,而对于在别的物种的功能以及是否具类似有功能仍然未知。孟征研究组发现了3个水稻MIKC*-type基因(属于S-进化支的MADS62MADS63以及属于P-进化支的MADS68)都特异性地在花粉发育的后期表达,S-P-进化支的基因对于水稻花粉的发育都是必不可少的,S-P-进化支的MIKC*-type蛋白质形成异源二聚体,并通过结合下游靶基因启动子区域N10-type CArG-box,激活或抑制靶基因的表达,从而调控花粉的成熟和萌发过程。结合对拟南芥的研究结果表明,MIKC*-type基因的功能及其调控花粉成熟的分子机制具有高度的保守性,而且这种保守的功能和分子机制很可能在距今1.5亿年前的单双子叶植物的共同祖先中就已经建立起来了。

该论文于423日发表于Plant CellDOI: 10.1105/tpc.113.110049)上。该研究得到了国家自然科学基金委和国家科技部项目的资助。

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