科学技术研究所的研究人员揭示了小麦二次生根的分子机制

来源：中国农业科学院2021-12-21 08:20

近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘利用创新团队揭示了TaMOR基因调控小麦二次生根启动的分子机制，并开发了分子标记来确定与株高和根干重相关的优良单倍型，阐明了不同单倍型间根干重差异的分子机制。相关研究发表在《植物生物技术》杂志上。景瑞莲认为，优化根系结构有利于增强水分和营养。

近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘利用创新团队揭示了TaMOR基因调控小麦二次生根启动的分子机制，并开发了分子标记来确定与株高和根干重相关的优良单倍型，阐明了不同单倍型间根干重差异的分子机制。相关研究发表在《植物生物技术》杂志上。

景瑞莲认为，优化根系结构有利于提高水分和养分的利用效率，提高作物抗逆性和产量。然而，由于小麦的须根系统深埋于地下，田间没有便捷高效的根系鉴定方法。目前，调控小麦根系发育的分子机制及相关基因在育种改良中的应用研究较为滞后。次生根是须根作物根系的重要组成部分。鉴定小麦次生根发育相关基因，分析其分子机制，挖掘其在育种和改良中的应用潜力，对提高小麦抗逆性和产量具有重要意义。

该团队构建了一个纯合的小麦材料，具有TaMOR过表达和CRISPR/Cas9基因编辑。通过苗期和拔节期的根系表型鉴定和根系切片观察，发现TaMOR对小麦二次生根的启动起着决定性作用。进一步研究表明，TaMOR调节与根系发育相关的已知基因以及生长素信号、代谢和转运基因的表达，并与生长素应答因子ARF5相互作用，激活生长素转运基因的表达。此外，TaMOR的序列多态性分析表明，TaMOR-B启动子区的一个159 bp的MITE插入与不同环境下的灌浆期根系干重和株高显著相关。深入分析发现，MITE的插入导致附近区域DNA高度甲基化，导致TaMOR-B表达降低，从而降低根数和根干重。该研究不仅为分析小麦根系发育的分子机制提供了新的思路，也为小麦根系结构的改良提供了理论依据和优良的基因资源。(100yiyao.com)

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