科研人员研究揭示玉米二倍体幼胚显色调控机制

      近日，北京市农林科学院与中国农业大学合作于学术期刊BMC Plant Biology（IF=5.26）在线发表题为“Influential factors and transcrip-   tome analyses of immature diploid embryo anthocyanin accumulation in maize”的研究论文。该文通过系统研究光照、胚龄、父母本遗传背景等因素对玉米幼胚显色效果的影响，明确了光照是影响二倍体幼胚能否显色的决定性因素，并通过转录组测序分析，揭示了光照通过激活ZmC1转录因子活性，促进二倍体幼胚花青素累积的调控机制。

 

 

 

 

      单倍体育种技术可以大大缩短育种周期，因而被广泛应用于玉米商业化育种。随着单倍体幼胚组培加倍技术的发展，单倍体幼胚鉴别的效率提升与遗传基础解析对进一步提升单倍体育种效率至关重要但目前针对单倍体幼胚鉴别的相关研究相对较少。本研究从父本诱导系、母本材料遗传背景、胚龄和光照四个方面探究了其对单倍体幼胚鉴别过程中杂合二倍体花青素累积的影响。结果发现光照是影响杂合二倍体着色的决定性因素，光照培养后二倍体幼胚显色率达99.4%，而暗培养的二倍体幼胚显色率仅为9.4%，二者差异极显著。对光、暗处理组进行转录组测序和比较发现，光照可显著提升花青素合成通路下游结构基因F3H, DFR, ANS, F3′H和关键调控基因ZmC1的表达量，从而使杂合二倍体幼胚着色，达到鉴别单倍体的目的。该研究揭示了单倍体幼胚鉴别关键因素和光照促进二倍体幼胚显色的调控机制，为单倍体鉴别效率提升提供了重要技术支撑与理论支撑。

      玉米所博士后陈琛为本文第一作者，玉米所赵久然研究员、王元东研究员和中国农业大学农学院刘晨旭副教授为本文通讯作者，中国农业大学陈绍江教授给予了精心指导和大力支持。该研究得到了国家重点研发计划、国家玉米产业技术体系、院杰出科学家项目和北京市博士后基金项目的支持。

      原文链接：https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-022-03971-5