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玉米调控生长与抗病平衡的遗传基础和分子机制
来源:Molecular Plant 发布时间:2018-11-05

自然环境下,植物生长面临生物和非生物胁迫等复杂的外界环境。众多研究揭示激素间的互作在调控生长和防御过程中起着重要作用。研究人员通过图位克隆方法获得了一个抗病 QTL 基因, ZmAuxRP1,它能够显著提高玉米对茎腐病的抗性,对穗粒腐病也同样有效。该基因编码一个生长素调节蛋白,位于玉米叶绿体基质中。ZmAuxRP1 高表达时根生长加快,但抗性降低;表达量低时恰好相反。进一步研究发现,ZmAuxRP1 促进生长素 IAA 的合成,但抑制次生防御物质苯并噁唑嗪酮(benzoxazinoids, BXs)的合成。IAA 与 BXs 的生物合成具有共同的前体吲哚-3-甘油磷酸(IGP)。在正常生长条件下,ZmAuxRP1 的表达量较高,IGP 主要流向 IAA 的合成;当病原菌侵染时,ZmAuxRP1 表达量显著下调,IGP 主要流向 BXs 的合成,表现抗病;当病原菌消失时,ZmAuxRP1 的表达量回复到常态,又恢复正常生长。然而,有关病原菌调控 ZmAuxRP1表达,ZmAuxRP1 调节 IGP 分配等分子机制有待进一步研究。ZmAuxRP1 的克隆,有助于我们了解植物激素调控生长与防御平衡的遗传基础,也为玉米抗病分子育种提供了重要资源。

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