近日，鄭州大學農(nóng)學院商海紅團隊在植物生物技術(shù)領(lǐng)域國際著名期刊《Plant Biotechnology Journal》上發(fā)表論文“Identification and Overexpression of RNA-Decapping Protein GhLSM1BS: Enhancing Cotton Somatic Embryogenesis through Up-regulating Brassinosteroid Biosynthesis”。

體細胞胚胎發(fā)生（Somatic embryogenesis，SE）是體細胞經(jīng)歷去分化和再分化形成胚胎、進而發(fā)育成完整植株的過程。棉花是重要的經(jīng)濟作物，提升棉花的關(guān)鍵性狀通常依賴農(nóng)桿菌介導的遺傳轉(zhuǎn)化與SE再生體系。研究者們長期致力于克服其固有缺陷，如周期長、轉(zhuǎn)化效率低、胚胎發(fā)育不同步和適用品種有限等。油菜素內(nèi)酯（Brassinosteroids，BR）是一類植物甾醇類激素，對植物生長至關(guān)重要。目前，部分參與BR生物合成的酶及調(diào)控因子已被鑒定，其中多數(shù)屬于細胞色素P450（CYP450）家族。在真核生物中，LSM1（Sm-like 1）是LSM1-7復合體的核心組分，參與RNA脫帽及5'-3'降解過程，分為LSM1A和LSM1B。其中，LSM1B單獨的功能尚不明確。

該研究鑒定出GhLSM1B的兩個可變剪接（GhLSM1BS與GhLSM1BL）。盡管二者均定位于細胞核，但其表達模式和預測三維結(jié)構(gòu)均存在顯著差異。過表達GhLSM1BS（而非GhLSM1BL）可加速棉花愈傷組織增殖并改變體細胞胚胎發(fā)生過程中的細胞形態(tài)，同時伴隨CYP450家族基因的表達模式改變以及油菜素內(nèi)酯含量升高。這一發(fā)現(xiàn)為提高棉花遺傳轉(zhuǎn)化效率、加速棉花分子育種進程提供了新策略。

鄭州大學農(nóng)學院講師楊錚和已畢業(yè)碩士研究生何杰為共同第一作者，商海紅研究員和袁有祿研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金青年項目、中央公益性科研機構(gòu)基本科研業(yè)務費、中國博士后基金面上項目和中國農(nóng)業(yè)科學院國家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程的資助。

圖1 GhLSM1B參與調(diào)控棉花體細胞胚胎發(fā)生模式圖

http://doi.org/10.1111/pbi.70090