西北農(nóng)林科技大學(xué)生命學(xué)院趙天永課題組發(fā)現(xiàn)調(diào)控種子活力新機(jī)制并創(chuàng)制耐儲性顯著提高的玉米育種新材料

　　近日，The Plant Journal在線發(fā)表題為“Maize PIMT2 repairs the damaged 3-METHYLCROTonYL COA CARBOXYLASE in mitochondria controlling seed vigor”的研究論文。

 

　　玉米種子在儲藏過程中陳化變質(zhì)及種子活力下降嚴(yán)重影響玉米品質(zhì)和播種后的出苗率。在種子儲藏過程中，蛋白質(zhì)異天冬氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（protein L-isoaspartyl methyltransferase，PIMT，EC 2.1.1.77）能夠?qū)惓５腖-異天冬氨酰殘基（L-isoAsp）轉(zhuǎn)變?yōu)檎５腖-天冬氨酸（L-Asp），在蛋白質(zhì)損傷修復(fù)中發(fā)揮重要作用（Clarke, 2003; Oge et al., 2008）。植物中PIMT與種子活力密切相關(guān)，但PIMT修復(fù)的靶標(biāo)蛋白及提高種子活力的作用途徑仍知之甚少。

 

　　研究人員發(fā)現(xiàn)玉米ZmPIMT2基因突變后種子活力降低，過表達(dá)ZmPIMT2可顯著提高玉米種子活力；發(fā)現(xiàn)ZmPIMT2定位于線粒體和葉綠體并鑒定到與ZmPIMT2在線粒體中互作的3-methylcrotonyl COA carboxylase subunit α （ZmMCCα）。ZmMCCα與線粒體能量代謝密切相關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ZmMCCα蛋白質(zhì)中至少存在4個天冬酰胺位點易發(fā)生損傷，過表達(dá)ZmPIMT2玉米種子在老化處理后ZmMCCα蛋白受損傷的程度降低。此外，此項工作發(fā)現(xiàn)了ZmPIMT2在種子發(fā)育成熟過程中受轉(zhuǎn)錄因子ZmVP1調(diào)控。

 

　　青年教師張玉民為論文的第一作者，趙天永教授為論文通訊作者。該項研究得到國家自然科學(xué)基金的資助。

 

　　原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16225