研究人员发现了揭开玉米产量之谜的关键因子
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美国内布拉斯加州林肯
2014年5月22日
玉米授粉后的前几天对产量的影响十分关键，但是我们对之了解甚少。内布拉斯加大学的植物科学家Brian Larkins和多所大学的研究团队一道对这一阶段进行了研究，返现了多个基因和很多分子参与了这一过程，为将来有一天特别是在逆境如干旱条件下提高产量打下了基础。他们的研究发现发表在美国科学院院报上。
针对灌浆后期阶段的研究已经极大地提高了产量和在逆境下的表现。但是，在子粒发育的初始阶段，由于子粒太小，相关研究就更加困难。参与的基因生成很少几个存在时间有限的承载遗传信息的mRNAs，使识别它们极具挑战性。
研究团队在亚利桑那大学Ramin Yadegari实验室的激光解剖显微镜的帮助下将特定的细胞从组织样品中分离出来。在授粉后最初几天的不同时间，研究团队寻找胚乳中的mRNAs。然后对mRNA进行测序，研究人员可以推断出生成它们的基因。mRNA的出现表明基因在其作用。
Larkins相信他们从34000个mRNAs中发现了几乎所有参与的基因、100多个激活这些基因的转录因子（蛋白质）。因为他们研究了不同的发育阶段，他们发现了基因表达的顺序和格式以及子粒发育的转折点。
现在，他们发现了影响产量的各种因子，他和其他研究人员可以将这些不同部分拼装起来形成早期子粒发育的完整理解。纤细了解基因个功能和在这一阶段他们是如何被调控的可以帮助研究人员发现提高产量的途径。
玉米子粒发育的机制可以应用到其他禾谷类作物，如谷子、水稻、小麦和高粱。这为我们应对气候变化和养活另外的20亿人口很有帮助。所以，我们对这一过程了解得越多约好
ABSTRACT
Endosperm is a filial structure resulting from a second fertilization event in angiosperms. As an absorptive storage organ, endosperm plays an essential role in support of embryo development and seedling germination. The accumulation of carbohydrate and protein storage products in cereal endosperm provides humanity with a major portion of its food, feed, and renewable resources. Little is known regarding the regulatory gene networks controlling endosperm proliferation and differentiation. As a first step toward understanding these networks, we profiled all mRNAs in the maize kernel and endosperm at eight successive stages during the first 12 d after pollination. Analysis of these gene sets identified temporal programs of gene expression, including hundreds of transcription-factor genes. We found a close correlation of the sequentially expressed gene sets with distinct cellular and metabolic programs in distinct compartments of the developing endosperm. The results constitute a preliminary atlas of spatiotemporal patterns of endosperm gene expression in support of future efforts for understanding the underlying mechanisms that control seed yield and quality.
