近日,郑州大学农学院商海红团队在植物生物技术领域国际著名期刊《Plant Biotechnology Journal》(IF=11.2)上发表论文“Identification and Overexpression of RNA-Decapping Protein GhLSM1BS: Enhancing Cotton Somatic Embryogenesis through Up-regulating Brassinosteroid Biosynthesis”。
体细胞胚胎发生(Somatic embryogenesis,SE)是体细胞经历去分化和再分化形成胚胎、进而发育成完整植株的过程。棉花是重要的经济作物,提升棉花的关键性状通常依赖农杆菌介导的遗传转化与SE再生体系。研究者们长期致力于克服其固有缺陷,如周期长、转化效率低、胚胎发育不同步和适用品种有限等。油菜素内酯(Brassinosteroids,BR)是一类植物甾醇类激素,对植物生长至关重要。目前,部分参与BR生物合成的酶及调控因子已被鉴定,其中多数属于细胞色素P450(CYP450)家族。在真核生物中,LSM1(Sm-like 1)是LSM1-7复合体的核心组分,参与RNA脱帽及5'-3'降解过程,分为LSM1A和LSM1B。其中,LSM1B单独的功能尚不明确。
该研究鉴定出GhLSM1B的两个可变剪接(GhLSM1BS与GhLSM1BL)。尽管二者均定位于细胞核,但其表达模式和预测三维结构均存在显著差异。过表达GhLSM1BS(而非GhLSM1BL)可加速棉花愈伤组织增殖并改变体细胞胚胎发生过程中的细胞形态,同时伴随CYP450家族基因的表达模式改变以及油菜素内酯含量升高。这一发现为提高棉花遗传转化效率、加速棉花分子育种进程提供了新策略。
郑州大学农学院讲师杨铮和已毕业硕士研究生何杰为共同第一作者,商海红研究员和袁有禄研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金青年项目、中央公益性科研机构基本科研业务费、中国博士后基金面上项目和中国农业科学院国家农业科技创新工程的资助。

图1 GhLSM1B参与调控棉花体细胞胚胎发生模式图
原文链接:http://doi.org/10.1111/pbi.70090