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遗传发育所研究组成果OsOAT介导氮素再利用调节水稻籽粒发育

  •   氮素再利用对于植物新生组织的发育尤为重要。在生殖生长期,超过50%的氮素来源于氮素的重新利用。研究表明,精氨酸酶通过分解精氨酸产生鸟氨酸和尿素。尿素经过脲酶的分解被植物重新利用;而鸟氨酸可以经过鸟氨酸氨基甲酰转移酶作用重新进入精氨酸循环,或者经过鸟氨酸d-氨基转移酶作用进入脯氨酸循环。 

      中国科学院大学博士生导师,遗传与发育生物学研究所程祝宽研究员研究组近期的研究结果表明,OsOAT在氮素再利用过程中发挥着重要作用。OsOAT是水稻中鸟氨酸d-氨基转移酶的同源蛋白,催化鸟氨酸与a-酮戊二酸反应生成谷氨酸和谷氨酸g-半醛,从而降低植株体内鸟氨酸浓度,解除鸟氨酸对精氨酸酶的抑制作用。OsOAT对精氨酸酶活性的调控作用,保证了精氨酸的正常分解代谢。Osoat突变体中的精氨酸酶活性受到过度积累的鸟氨酸抑制,以精氨酸形式储存的氮源无法被再次利用,最终突变体表现出结实率降低和粒型异常的表型,而增施尿素可以恢复突变体的表型。相关研究对于提高氮素再利用效率提供了理论基础。

      该论文于2018年8月25日在线发表在The Plant Journal杂志上(DOI:10.1111/tpj.14072)。中国科学院大学博士研究生刘长振和博士后薛治慧(培养单位:中科院遗传与发育生物学研究所)为该文章的共同第一作者,程祝宽研究员为该文章的通讯作者。

    图:OsOAT介导氮素再利用调节水稻籽粒发育

    参考文献: 

      Changzhen Liu*, Zhihui Xue*, Ding Tang, Yi Shen, Wenqing Shi, Lijun Ren, Guijie Du, Yafei Li, Zhukuan Cheng (2018) Ornithine d ‐aminotransferase is critical for floret development and seed setting through mediating nitrogen reutilization in rice. The Plant Journal. https://doi.org/10.1111/tpj.14072 (*为共同第一作者) 

    责编 :黄巧