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实验室动态

JEB:糊粉层特异因子OsNF-YB1调控水稻灌浆和胚乳发育

     胚乳发育与灌浆在水稻产量与品质决定方面发挥重要作用,我们系统研究了水稻NUCLEAR FACTOR Y (NF-Y)转录因子复合体亚基NF-YB的一个成员,OsNF-YB1,在水稻灌浆和胚乳发育调控中的作用。OsNF-YB1基因在糊粉层细胞特异表达,调控了水稻灌浆和胚乳发育。OsNF-YB1的RNAi转基因植株籽粒灌浆速率降低,糙米千粒重降低,垩白增加,淀粉品质改变。同时发现OsNF-YB1在水稻根部细胞的胞质和核中都有分布,但在糊粉层细胞中特异定位于细胞核,我们的研究发现2个糊粉层高表达的NF-YC亚基成员可以与OsNF-YB1相互作用并促进其进入细胞核。进一步的RNA-seq分析表明OsNF-YB1的RNAi转基因植株糊粉层细胞中多个运输和ATP合成相关基因的表达显著下调。为了了解OsNF-YB1的作用机理,我们进行的ChIP-seq分析表明OsNF-YB1可以直接调控多个氨基酸、糖类和离子转运蛋白相关的基因,其中GCC-box在OsNF-YB1的结合位点显著富集。基于相关结合元件分析,我们进一步证明OsNF-YB1可以与结合GCC-box的AP2家族ERF亚家族的转录因子OsERF#115相互作用并进而调控下游基因表达。

    这些结果证明OsNF-YB1和NF-YC形成异源二聚体进入细胞核,通过与ERF形成转录复合体特异识别GCC-box而调节下游基因的转录从而调控胚乳发育,这为研究籽粒灌浆调控机制和糊粉层功能提供了线索,也有助于了解NF-Y转录因子复合体的作用机制。

    该研究得到了国家重大科学研究计划项目的资助。由许晶晶、张晓凡等完成。相关结果11月2日在线发表于国际期刊《J Exp Bot》,链接:http://jxb.oxfordjournals.org/cgi/content/full/erw409?ijkey=gQinmYqziUrhx7R&keytype=ref