Forskere kloner halvt slyngeløst gen-locus i ærtemutant afila

Ærter er den fjerdestørste spiselige bælgfrugtafgrøde i verden og dyrkes bredt i hele verden. Adskillige klassiske bladmutanter er blevet identificeret i ærter, herunder unifoliata (uni), afila (af), rankefri (tl), cocholeata (coch), stipul reduceret (st).

I 1970'erne introducerede ærteavlere af-mutationen for at udvikle "halvt rankeløse" ærtesorter, kendetegnet ved, at alle pinnae blev til ranker, men beholdt et par normale stipuler. Den af ​​"halvt slyngeløse" mutation er siden blevet meget brugt over hele verden. AF-gen-locuset er dog ikke blevet klonet indtil videre.

I en undersøgelse offentliggjort i Physiologia Plantarum , identificerede forskere fra Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) fra det kinesiske videnskabsakademi kandidat-generne for den klassiske ærtemutant afila som PsPALM1a og PsPALM1b, og afklarede yderligere, hvordan det konserverede molekylære regulatoriske modul AF-UNI (ært)/MPL1 -CaLFY (kikærter)/PALM1-SGL1 (lucerne) formidler distinkt sammensat bladmorfogenese.

Fænotypisk statistisk analyse af afila-mutanten afslørede, at alle de basale sideblade af dens sammensatte blade blev transformeret til rankegrene, mens rankestrukturen i toppen ikke viste nogen signifikant ændring sammenlignet med vildtypen.

Molekylær analyse afslørede, at AF-gen-locuset er stærkt forbundet med to tandem-arrangerede PsPLAM1a- og PsPLAM1b-gener, som begge koder for Cys(2)His(2)-zinfingerprotein-transskriptionsfaktorer, som er ortologe til den rapporterede PALM1 i tornet lucerne, MPL1 i kikærter og POP i akeleje.

Yderligere in situ hybridisering viste, at PsPALM1a og PsPALM1b er specifikt højt udtrykt i de basale blade primordia af tidlige sammensatte blade primordia, mens de er lavt udtrykt i den øvre del af den sammensatte blad primordia (fremtidige slyngeudviklingsområde) og stipul primordia. Knockout af PsPALM1a- og PsPALM1b-gener ved virus-induceret gendæmpning kan fremme transformationen af ​​basale sideblade til ranker.

"Vores undersøgelse giver ny indsigt i dannelsesmekanismen for sammensatte blade morfologiske mangfoldighed i naturen. Det tilbyder også vigtig teoretisk vejledning og genetiske ressourcer til molekylær avl og genetisk forbedring af semi-bladløse egenskaber i ærter," sagde He Liangliang fra XTBG.

Flere oplysninger: Zhuo Yuan et al., Mutationer af PsPALM1a og PsPALM1b forbundet med afila-fænotypen i Pea, Physiologia Plantarum (2024). DOI:10.1111/ppl.14310

Leveret af Chinese Academy of Sciences