Источник: Википедия
Усилия селекции были интенсивно сосредоточены на улучшении урожайности и качества зерна пшеницы (Triticum aestivum L.). Содержание и состав крахмала в зерне и запасного белка семян (SSP) являются двумя критическими факторами, определяющими урожайность и качество зерна. Содержание крахмала тесно связано с весом зерна, в то время как содержание и состав SSP напрямую влияют на качество муки. Однако часто наблюдается отрицательная корреляция между содержанием SSP (качеством) и содержанием крахмала (урожаем зерна).
Недавно исследовательская группа Сяо Цзюня из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук идентифицировала тримерный комплекс TaNF-Y, который может одновременно регулировать биосинтез крахмала и SSP.
Результаты исследования были опубликованы онлайн 18 сентября 2024 года в журнале The Plant Cell под заголовком «NUCLEAR FACTOR-Y-POLYCOMB REPRESSIVE COMPLEX2 динамически управляет биосинтезом крахмала и запасных белков семян в пшенице».
Предыдущие исследования сообщали о транскрипционной регуляции генов, кодирующих SSP пшеницы, и генов, кодирующих ферменты биосинтеза крахмала. Однако мало что известно о том, как факторы транскрипции регулируют как SSP, так и накопление крахмала и координируют баланс между качеством и урожайностью.
TaNF-Y включает TaNF-YA3-D, TaNF-YB7-B и TaNF-YC6-B. Эти тримерные комплексы напрямую или косвенно регулируют синтез SSP и крахмала, изменяя собственные паттерны транскрипции.
«Снижение содержания крахмала и увеличение содержания запасного белка наблюдалось после подавления генов TaNF-YA3 и TaNF-YC6 с использованием технологии интерференции РНК-интерференции», — сказал профессор Сяо.
Дальнейший анализ показал, что комплекс тримеров TaNF-Y взаимодействует с Polycomb Repressive Complexes 2 (PRC2), рекрутируя модификации гистона H3K27me3 и ингибируя транскрипцию генов, кодирующих SSP, TaLMW-400 и TaGli-γ-700, а также отрицательный регулятор генов, кодирующих крахмал, TaNAC019. Таким образом, он напрямую регулирует SSP пшеницы и косвенно регулирует накопление крахмала.
Кроме того, естественные вариации в кодирующей области TaNF-YB7-B влияют на его взаимодействие с PRC2, при этом гаплотип TaNF-YB7-BHap2 показывает более высокое содержание крахмала и более низкое содержание SSP. Это было положительно отобрано в процессе селекции, что соответствует цели повышения урожайности в китайском селекционном процессе.
Дополнительная информация: Цзиньчао Чен и др., NUCLEAR FACTOR-Y–POLYCOMB REPRESSIVE COMPLEX2 динамически организует биосинтез крахмала и запасаемого белка семян в пшенице, The Plant Cell (2024). DOI: 10.1093/plcell/koae256
Информация о журнале: Plant Cell
Предоставлено Китайской академией наук
