近日,国际著名植物学权威刊物《Plant Physiology》(5-Year Impact Factor=7.084)在线发表我院有关玉米重要光合基因—Rubisco活化酶(RCA)基因鉴定与功能研究的论文 “Characterization of Rubisco Activase Genes in Maize: An α-isoform Gene Functions Alongside a β-isoform Gene” (http://www.plantphysiol.org/content/early/2014/02/07/pp.113.230854.short)。论文由我院青年教师印志同副研究员为第一作者、硕士生张振良为共同第一作者,徐辰武教授为通讯作者。
Rubisco活化酶对植物光能利用、高温响应和产量建成具有重要作用。植物RCA通常具有45–46 kD大亚基(α型)和41–43 kD小亚基(β型)。前人对玉米RCA的研究中,在蛋白水平上大多只检测到β型多肽存在,在基因水平上只克隆到2个β型RCA基因。本研究从玉米中成功克隆到1个α型和1个β型基因,其中α型为玉米中新发现的RCA基因;通过Western-blot和MALDI-TOF/TOF实验证实它们分别编码玉米RCA的大小亚基,转录本表达水平测定结果揭示这2个基因呈现有规律的昼夜表达变化;在具有广泛遗传变异的123份自交系中,RCA基因在灌浆期的表达水平与玉米单株产量呈显著正相关,其相关系数与目前广受关注的3个C4高光效基因NADP-ME、PPDK和PEPC与产量间相关系数相似。另外,初步基因定位结果显示2个基因均具有和产量QTL共位的eQTL。研究结果对理解玉米光合作用遗传调控机制以及玉米高产育种具有重要理论和应用价值。
该研究得到了国家“973”计划、国家自然科学基金、江苏省高校优势学科建设项目、江苏省高校自然科学重大研究项目、国家博士后基金和江苏省博士后基金等项目的资助。