抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室

韩生成教授课题组在Frontiers in Plant Science上发表题为“Genome-wide Comprehensive Survey of the Subtilisin-like Proteases Gene Family Associated with Rice Caryopsis Development”的研究性文章

2022年6月，韩生成教授课题组在Frontiers in Plant Science（IF：5.753）发表题为“Genome-wide Comprehensive Survey of the Subtilisin-like Proteases Gene Family Associated with Rice Caryopsis Development”的研究性文章。抗性基因资源与分子发育北京市重点实验室本科直博生郑凯峰和硕士研究生庞路为共同第一作者，王英典教授和韩生成教授为共同通讯作者。

枯草杆菌蛋白酶（Subtilisin-like proteases，SUBs）广泛分布于三大生命形态领域，影响着植物生命周期的各个方面，包括从胚胎器官发育至植物衰老。为了探索SUBs在水稻颖果发育中的潜在作用，该研究系统利用生物信息学方法重新挖掘了梗稻（Oryza sativa ssp. japonica）中的OsSUB基因家族成员。此项工作也首次将SUBs的调查范围拓展到了其他七种野生稻或栽培稻（O. brachyantha, O. glaberrima, O. meridionalis, O. nivara, O. punctata, O. rufipogon, and O. sativa ssp. Indica）。最新公布的梗稻基因组中存在62个OsSUBs家族成员，并且驯化的栽培稻中出现了更多的SUBs。系统发育分析表明，SUBs基因家族被划分为六大进化支，并且SUB1和SUB3拥有所有的串联重复基因对。此外，稻属植物中的所有的旁系同源SUBs均经历了显著的纯化选择。文中指出，栽培稻中SUBs基因数量的扩展主要与串联复制事件和纯化选择有关，这可能是水稻不断驯化的结果。结合OsSUBs在不同水稻组织中的表达模式和实时定量PCR（qRT-PCR），4个OsSUBs基因在水稻早期颖果中存在明显表达。有趣的是，早期颖果中特异表达的OsSUBs的起源历史很早，并且与其周围的基因块组成的基因簇可能是OsSUBs在梗稻颖果中特殊表达的原因。以上结论都与稻属的不断进化和驯化紧密相关。总之，该项工作不仅有助于了解SUBs在栽培稻和野生稻中的进化历史，也为进一步探明SUBs在颖果发育中的作用奠定分子基础，更为水稻产量和品质提高提供了潜在的靶标。

本研究受国家自然科学基金（30570148，31370307）共同资助。

全文链接：https://doi.org/10.3389/fpls.2022.943184