Исследователи раскрыли новый модуль, влияющий на признаки семян сои

Соя (Glycine max) — важная экономическая культура, обеспечивающая 28.7% мирового растительного масла и 70.7% белковой муки. Масса семян обычно связана с их размером и является одним из важнейших агрономических признаков, определяющих урожайность. Однако понимание генетической и молекулярной основы контроля размера/массы семян сои очень ограничено.

Исследователи под руководством профессора Чжан Цзиньсун из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук сообщили, что модуль GmJAZ3-GmRR18a-GmMYC2a-GmCKXs регулирует признаки, связанные с семенами, через взаимодействие (crosstalk) сигнальных путей цитокинина и жасмонатов (JA) у сои.

С помощью построения сети ко-экспрессии генов GmJAZ3 был идентифицирован как регулятор развития семян, действующий как транскрипционный репрессор. Фенотипический анализ стабильных трансгенных растений сои со сверхэкспрессией (OX) GmJAZ3 показал, что он:

• Способствует росту растений сои.
• Увеличивает размер и массу семян.
• Изменяет уровни липидов и белков.

Дальнейшие исследования показали, что GmJAZ3 в значительной степени подавляет экспрессию генов трёх цитокининоксидаз GmCKXs. GmJAZ3 взаимодействует как с GmRR18a, так и с GmMYC2a, подавляя их активирующее действие на GmCKX для контроля размера и массы семян сои. GmRR18a также напрямую активирует экспрессию гена GmMYC2a. Ген JAZ3 был отобран в процессе доместикации сои, и его ортологи у других растений/культур также могут контролировать размер и массу семян.

Эти результаты определяют новый молекулярный модуль для контроля массы/размера семян и предоставляют перспективные мишени для молекулярной селекции сои с целью улучшения признаков семян.

Исследование опубликовано в Journal of Integrative Plant Biology.