發現植物新轉錄因子家族 PLATZ 參與玉米胚乳發育與灌漿

　　近日，中國科學院上海生命科學研究院上海植物生理生態研究所巫永睿研究組的研究成果，以 The maize imprinted gene Floury3 encodes a PLATZ protein required for tRNA and 5S rRNA transcription through interaction with RNA polymerase III 為題發表在 The Plant Cell 上。本文威正翔禹/締一生物為您分析發現植物新轉錄因子家族 PLATZ 參與玉米胚乳發育與灌漿。

    該研究克隆和功能解析了經典玉米胚乳粉質突變體 floury3，發現該基因編碼一個 PLATZ（plant AT-rich sequence- and zinc-binding）蛋白。Floury3 特異在胚乳淀粉細胞中表達，與 RNA 聚合酶 III 復合體關鍵成員 RPC53 和 TFC1 互作，參與 tRNA 和 5S rRNA 轉錄調控，調控胚乳發育和儲存物質合成。該研究是**關于植物特有 PLATZ 轉錄因子家族遺傳和功能的報道。

　　巫永睿研究組長期從事玉米胚乳發育與產量品質的研究工作。研究組通過開展影響玉米胚乳發育與產量、品質形成的關鍵基因克隆與功能解析，揭示調控胚乳發育的新機制，拓展優質蛋白玉米育種的分子路徑。floury3 是一個經典玉米胚乳半顯性突變體，千粒重比野生型下降近 60%，但營養和生殖生長沒有明顯影響。巫永睿研究團隊克隆 Floury3 基因，發現該基因編碼一個 PLATZ 家族蛋白。fl3 蛋白的 PLATZ 結構域的 Asn/His 氨基酸替換導致顯性突變。Fl3 特異在胚乳組織中表達，約 90% 以上的轉錄本來自于母本，偏離在胚乳中正常的母本父本之比 2:1。同時，父本基因組中的 Fl3 基因啟動子也被發現具有更高的甲基化水平。這證明，Fl3 是一個新發現的玉米印跡基因，主要由母本表達，導致 fl3 的顯性突變表現為半顯性遺傳效應。研究人員發現，利用酵母雙雜交篩選，FL3 可以與 RNA 聚合酶 III 轉錄復合體中的 RPC53 和 TFC1 互作。RNA 聚合酶 III 下游的 5S rRNA 和 tRNA 的轉錄本在突變體中顯著降低，這說明突變 fl3 蛋白直接參與，并負面影響了 RNA 聚合酶 III 的轉錄。對 fl3 胚乳進行轉錄組分析發現，營養物質儲藏相關基因的表達在突變體受到影響。PLATZ 是植物特有轉錄因子家族，自 2001 年豌豆中該家族**個基因序列被克隆以來，這個轉錄因子家族的遺傳突變體和功能始終未見報道。科研人員發現，FL3 和其它 PLATZ 成員可能存在功能冗余，fl3 突變體能被克隆和進行功能研究得益于該基因的顯性突變，這是遺傳上研究功能冗余最有效的方法之一。

　　該項工作得到了國家自然科學基金委，中科院戰略性先導科技專項、中科院分子植物**中心和青年千人計劃的資助。 綜上所述，您是不是已經對發現植物新轉錄因子家族 PLATZ 參與玉米胚乳發育與灌漿，有所了解。如果還有其他疑問，請咨詢威正翔禹/締一生物資深專家免費熱線：400-166-8600。