玉米的綜合產量提高依賴于株型的優(yōu)化與抗病性的提高，而二者往往相互拮抗。因此，確定既控制發(fā)育信號又控制免疫信號的關鍵調節(jié)機制對最大化生產率至關重要。12月18日，美國《國家科學院院刊》發(fā)表中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所（以下簡稱資源區(qū)劃所）最新成果，解析了玉米信號開關分子G蛋白對發(fā)育及免疫信號的雙重調控機制，為平衡發(fā)育及免疫應答、提高玉米綜合產量提供了重要的理論依據。
該論文第一作者、資源區(qū)劃所研究員吳慶鈺介紹，G蛋白對植物的分生組織發(fā)育起著重要的調控作用，而分生組織的程序化發(fā)育決定著玉米果穗形態(tài)，但其分子調控機制仍待進一步解析。
吳慶鈺解釋說，植物和人一樣依靠免疫系統抵抗疾病侵襲，研究植物免疫系統的過激反應有助于理解植物的免疫過程，從而幫助提高抗病性。
通過遺傳多樣性篩選，研究人員鑒定了具有弱自身免疫反應、強發(fā)育表型的玉米Gβ等位基因，使玉米Gβ突變體在特定遺傳背景下“起死回生”，并首次展現其發(fā)育表型，突破了前期的研究瓶頸。通過關聯分析，研究者發(fā)現，該基因與玉米穗行數這一重要農藝性狀顯著關聯。
“抗病需要免疫信號，而產量提高需要發(fā)育信號。玉米Gβ亞基同時調節(jié)分生組織的發(fā)育和免疫信號傳導，對該基因的操縱有可能優(yōu)化產量與抗病性之間的權衡，以提高農作物的產量?！眳菓c鈺說。
相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1917577116
