水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一,同时也是单子叶植物基因组和遗传学研究的模式生物。株高作为农作物抗倒伏和高产育种的重要农艺性状,也是影响水稻产量的重要影响因素之一。因此,深入研究水稻半矮秆基因的表达调控及其作用机制,可以为完善水稻株高发育的分子机理和育种改良提供理论依据。
2022年7月14日,Plant Communications在线发表了华南农业大学刘耀光院士团队题为“Rice OsUBR7 modulates plant height by regulating histone H2B monoubiquitination and cell proliferation”的研究论文,报道了一个水稻半矮秆突变体osubr7以及对相关基因OsUBR7的研究。
发表期刊:Plant Communications
影响因子:10.5
发表时间:2022.7.14
该研究中水稻细胞周期检测,识别 G1、S、G2 期不同周期细胞比例,使用的流式细胞仪及细胞周期检测试剂盒和Celltrics过滤网均来自于金迪智远生物科技代理品牌德国Sysmex Partec。
OsUBR7基因编码一个单泛素化修饰组蛋白H2B(H2Bub1)的E3泛素连接酶。H2Bub1是染色质中组蛋白的一种常见且重要的表观遗传修饰,与真核生物的基因转录活性的调节密切相关。然而,H2Bub1在植物株高发育中的调节作用仍然很少被研究。
在野生型水稻中,OsUBR7特异性结合某些染色质区域的H2B并在K148处单泛素化修饰,此过程由OsUBC18充当OsUBR7的特异性E2泛素结合酶。通过改变这些基因位点的染色质状态,维持正常转录和细胞周期进程以确保正常发育。
然而,在osubr7突变体植株中,OsUBR7的功能丧失导致靶基因位点的H2Bub1水平降低,从而降低靶基因的表达水平。受到抑制的细胞周期进程会导致节间变短,从而导致osubr7突变体的株高降低。OsUBR7所介导的这一新的植物H2Bub1修饰机制,不仅扩展了UBR7家族在真核生物中的已知功能也可以作为未开发的表观遗传资源,用来改善作物的株型和抗倒伏性状。
作者使用Sysmex Partec流式细胞仪分析osubr7和野生型幼苗的细胞周期进程。与野生型比较,osubr7幼苗突变体细胞核带有4C DNA含量的比例明显更高,在细胞周期S和G2/M期明显有更多的细胞,暗示突变体中细胞周期进程被抑制。
图 1 流式细胞术分析细胞周期中不同时期细胞的比例变化(原文图 5)
细胞周期分析使用了金迪智远生物科技代理品牌德国 Sysmex Partec 公司的 CyFlow Space 流式细胞仪,以及植物多倍体鉴定和细胞周期分析的试剂盒,cat:05-5002,CyStain UV Precise P。该试剂盒可用于多种流式细胞仪,另外还配有适用于 BD、Beckman 等其他品牌流式的倍性分析试剂盒。
金迪智远生物科技也提供细胞周期检测服务,您只需要把样本邮寄过来,即可获得及时准确的检测报告。
华南农业大学生命科学学院刘耀光院士和初志战副教授为论文共同通讯作者。生命科学学院刘耀光院士课题组已毕业博士郑洋谊为论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和广东省自然科学基金等项目的资助。
本文转载自我司微信公众号:动植物流式那些事。文章部分参考公众号“MPlant 植物科学”内容,特此鸣谢。
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