The Crop Journal | 河南农大揭示玉米隐花色素1a1和1a2参与玉米及拟南芥的光形态建成和避荫性反应

以下文章来源于The Crop Journal

玉米（Zea mays L.）是重要的食品和工业原料，也是中国种植面积最大的作物。目前，人们对玉米的需求量超过了其供应量。高密度种植是提高玉米产量的常用措施，但会造成植被遮挡并引起避荫综合征（SAS），这大大限制了高密度种植条件下玉米的产量。蓝光受体CRY可调控深冠层下低蓝光（LBL）引起的遮荫反应。研究发现，低蓝光下，大豆和小麦的CRY1通过GA信号通路调控株高。然而，玉米中CRY1的功能及其在SAS调控中的潜在作用仍有待研究。

近日，河南农业大学农学院在The Crop Journal在线发表了题为“Maize cryptochromes 1a1 and 1a2 promote seedling photomorphogenesis and shade resistance in Zea mays and Arabidopsis”的研究论文，作者以cry1-304和综31背景下的ZmCRY1a过表达转基因植株为研究材料，对ZmCRY1a基因功能进行研究，并对其调控LBL诱导的避荫性反应的分子机制进行研究。

系统发育分析发现，ZmCRY1a1和ZmCRY1a2与OsCRY1a具有较高的相似性，且结构域保守。ZmCRY1a基因在大多数植物组织中呈组成型表达，且在叶片中表达量最高（图1）。研究发现，在拟南芥中，与WT（Col-0）相比，ZmCRY1a/cry1-304促进了幼苗在蓝光和白光下的去黄化，并导致成熟植株矮化（图2）。在玉米自交系综31（ZmCRY1a-OE）幼苗中，ZmCRY1a过表达影响细胞伸长的基因下调，导致中胚轴和第一叶鞘长度减少（图3）；转基因玉米成株的株高、穗高和节间长度均降低（图4），表明ZmCRY1a参与调控玉米光形态建成。拟南芥和玉米中ZmCRY1a的过表达对LBL诱导的SAS不敏感，这促使我们研究赤霉素和生长素代谢通路在ZmCRY1a响应SAS中的调节作用。转录组实验证实了ZmCRY1a可能通过调节赤霉素和生长素代谢来抑制LBL诱导的株高（图6）。综上所述，该研究表明，ZmCRY1a基因在调控玉米光形态建成方面具有相对保守的功能，为培育耐高密度玉米品种提供了新的策略。

作者和基金项目

河南农业大学农学院樊晓聪博士和陈士瞻博士为该文共同第一作者，河南科技学院姜良良副教授、河南农业大学杨建平教授和杨青华教授为共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（31871709）、西藏曲水县国家农业绿色发展先进区支撑体系建设（QYXTZX-LS2022-01）、北京市自然科学基金重点项目（6151002）和河南农业大学启动基金（30501038和30500823）的资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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