近期,永利集团官网入口玉米团队邱法展老师课题组分别在Plant Journal和Journal of Experimental Botany在线发表了题为“Emp10 encodes a mitochondrial PPR protein that affects thecis-splicing of nad2 intron 1 and seed development in maize”和“TEMPTY PERICARP11 serves as a factor for splicing ofmitochondrial nad1 intron and is required to ensure properseed development in maize”的两篇研究论文,该工作克隆并解析了两个玉米新的PPR蛋白家族成员Emp10 (Fig.1)和Emp11对玉米籽粒发育的调控机理,对阐释玉米籽粒发育机制具有重要意义。
Fig.1 Loss of Emp10 function arrests maize kernel development
PPR蛋白家族在玉米、水稻中有数百个家族成员,对植物的生长发育发挥重要作用。Emp10编码一个靶向线粒体的P型PPR蛋白,该基因的突变导致线粒体基因nad2的第一个内含子不能被正常剪切(Fig.2),导致了线粒体复合体1的组装缺陷(Fig.3),最终导致籽粒的胚和胚乳发育缺陷,形成空皮表型(Fig.1)。Emp11编码一个含有16个PPR重复基序的P型PPR蛋白,该基因影响线粒体基因nad1四个内含子的剪切,nad1是线粒体复合体1的中心组分,同样的,Emp11的突变也使得线粒体复合体1不能正常组装,线粒体供能受阻,导致籽粒的缺陷表型,RNAi阳性转化事件的表型同样证实了该基因对籽粒发育的影响(Fig.4)。
Fig.2EMP10 is required for nad2 intron 1 splicing
Fig.3 Activity of complex I is nearly abolished in the emp10 mutant
Fig.4 Defective kernels were produced in Emp11 RNAi transgenic lines
两篇文章均从基因的定位克隆到基因功能解析和作用机理开展了相关的研究工作。研究结果对阐释玉米籽粒发育机制具有重要意义。博士研究生蔡曼君和任雪梅分别为两篇文章的第一作者,张祖新教授为共同通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委重大研究计划、国家重点基础研究发展计划(973计划)及国家重点研发计划项目的资助。
文章链接:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13551/abstract
https://academic.oup.com/jxb/article-lookup/doi/10.1093/jxb/erx212