分蘖或分枝是与作物产量密切相关的重要农艺性状。有充分的证据表明，通过控制分蘖可以提高包括小麦、水稻和大麦在内的谷类作物的产量。以半矮秆水稻和小麦品种的发展为特征的“绿色革命”，主要由于分蘖和穗形成能力的增强，显著提高了产量潜力。此外，分蘖对谷类作物抗杂草也很重要。禾草植物的分蘖是由基部节的腋生分生组织(axillary merisystem, AM)产生和发育的，节间很少伸长。每个分蘖都有潜力独立地生长成主茎，凭借其不定根，产生自己的穗。大麦(大麦芽按种植面积计算，稻谷是世界第四大谷类作物。由于其二倍体的特性和广泛的遗传多样性，已被用作小麦科的模式植物。与小麦和黑麦等其他小麦科植物相比，大麦分蘖能力较弱，单株穗数较少。

图1所示。hnt1突变体的转基因分析。A-B为基因互补转化实验。(A)实时荧光定量PCR分析WT、hnt1突变体和T1阳性株系(pGHNT1-5)叶片中基因的相对表达量。(B) WT、hnt1突变体和T1阳性系(pGHNT1)分蘖时的表型。C-E提供了关于Hvhnt1-RNAi系和野生型(cv。黄金承诺，GP)。(C)抽穗期RNAi系和GP的表型;(D)实时荧光定量PCR分析GP和阳性RNAi系叶片中基因的相对表达量;(E) GP和阳性RNAi系分蘖数。

在这项研究中，我们确定了一个分蘖数高（hnt1γ射线处理的大麦品种Vlamingh的分离群体的突变体，相对于野生亲本，表现出更多的分蘖，更窄的叶子和更短的植株。组织解剖实验表明，单株分蘖数越多hnt1突变是分蘖芽生长加快的结果，叶片变窄是维管组织和细胞数量减少的结果。遗传分析表明，hnt1突变体的单株分蘖多、叶片窄是由一个新基因控制的，该基因编码一个含有648个氨基酸的胰蛋白酶家族蛋白。基因中2个bp的缺失导致了这种情况hnt1突变表型。通过转基因互补和RNAi实验进一步证实了基因功能。Hvhnt1在维管组织、叶腋和不定根原基中表达，负调控分蘖发育。的Hvhnt1突变导致了一种假定的亲环蛋白型肽酰脯氨酸顺/反式异构酶(PPIase)的积累，该酶与植物细胞核中的HvHNT1蛋白相互作用。因此，可以假设HvHNT1通过PPIase控制大麦分蘖发育和叶片宽度。

新基因的鉴定对遗传研究和作物育种具有重要意义。在这种情况下，Hvhnt1基因可以在大麦育种中发挥作用，因为它控制着分蘖发育、植株高度和叶片大小。此外，我们还发现胰蛋白酶参与控制大麦甚至其他谷类作物的分蘖发育、株高和叶片大小。

叶凌珍，张国平
浙江大学作物科学研究所，中国杭州

出版

一个胰蛋白酶家族蛋白基因控制大麦分蘖和叶片形状
叶立中，王勇，龙立中，罗华，沈启峰，Broughton S，吴大东，舒晓龙，戴飞，李德成，张国平
植物物理学报。2019年10月

离线阅读:

相关文章:

	水稻纹枯病:挑战与治理水稻(Oryza sativa L)是消费最广泛的谷类作物之一，在100多个国家种植。世界上大约有4万种不同的水稻品种……
	线粒体如何“感知”并对氧气的变化做出反应……线粒体——细胞内细胞器——是我们生物体的“发电站”，是主要的氧传感器，发挥信号作用，调节氧气消耗和氧气速率。
	4亿年前视紫红质基因的逆转录动物利用环境中的光作为重要的信息来源。我们可以通过视觉系统来辨别物体的颜色、亮度和形状。此外，动物还能探测到日常和季节性……
	切向辐射治疗乳腺癌是否包括内部…乳腺癌是美国女性最常见的癌症之一。放疗是一种非常常用的乳腺癌治疗方式:它提供给……
	多巴胺在精神病中皮质-基底神经节环中的作用多巴胺在急性精神病的形成中起着重要作用，正如精神分裂症的多巴胺假说所表明的那样。急性精神病和多巴胺系统之间的关系提供了见解……
	放线菌从阿尔及利亚生态系统作为一个丰富的来源…次生代谢物是微生物生长发育所不需要的分子，主要具有防御作用。它们在发现药物和……方面显示出巨大的潜力。