400-863-8520

TEL    025-57671761

在线表单

  • 姓名: *

  • 单位: *

  • 电话: *

  • 邮箱: *

  • 服务项目: *

  • 备注:

  • 提交

  • 验证码
    看不清?换一张
    取消
    确定
图片展示

PNAS|袁隆平院士团队与万向元团队联合揭示玉米雄性育性所需ZmMs7的分子调控及多物种显性雄性不育系统的发育

开发对多种物种有效的雄性不育系统对于在不同植物中生产杂交种子至关重要,特别是对于没有克隆的雄性不育基因的植物。在这里,我们确定了玉米雄性不基因ZmMs7的转录调控机制,从而开发了占主导地位的雄性不育系统,该系统被证明对玉米,水稻和拟南芥有效。与当前的雄性不育系统相比,该系统具有潜在的优势,例如利用单个转基因盒,在不同遗传背景下雄性不育的高度稳定性以及产生荧光转基因和正常颜色的非转基因F1可在禁止或允许转基因作物种植的不同国家灵活使用的杂交种子。因此,这是一种简单,具有成本效益且可多次应用的生物技术。

 

2020年9月9日,袁隆平团队北京科技大学化学与生物工程学院、融合创新研究院、生物前沿技术与应用研究中心万向元教授团队PNAS发表题为“Molecular regulation of ZmMs7 required for maize male fertility and development of a dominant male-sterility system in multiple species的研究论文,揭示了玉米雄性育性所需ZmMs7的分子调控及多物种显性雄性不育系统的发育。

 

文章来源


ZmMs7在我们实验室被克隆并通过功能互补验证。为了进一步证实其在控制雄性不育中的作用,利用CRISPR-Cas9系统构建了4个ZmMs7基因敲除株系。与野生型(WT)相比,所有Cas9-ZmMs7基因敲除系均表现出完全的雄性不育性,没有花药施展,成熟期皱缩的花药缺少花粉粒,这与ms7-6007突变体相似,说明ZmMs7是玉米雄性育性所必需的。


图1:通过CRISPR-Cas9方法生成的WT,ms7-6007突变体和ZmMs7敲除品系的表型和细胞学比较

1:通过CRISPR-Cas9方法生成的WTms7-6007突变体和ZmMs7敲除品系的表型和细胞学比较

 

像许多PHD指状蛋白一样,ZmMs7没有DNA结合域.为了了解ZmMs7是如何调控其靶基因的,通过酵母双杂交方法筛选其相互作用因子。由于ZmMs7的C-端结构域具有自激活活性,因此以N-端(氨基酸1~358)为诱饵进行Y2H分析。共获得130个阳性克隆,其中4个NF-Y蛋白被证实与ZmMs7相互作用,包括ZmNF-YA6、ZmNF-YC9、ZmNFYC12和ZmNF-YC15。为了验证这些蛋白质间的相互作用,在玉米原生质体中进行了Co-IP试验,结果表明ZmMs7与植物细胞中的NF-YA6和NF-YC9/12/15亚基有物理联系。由于NF-Y TFs被报道形成由NF-YA、NF-YB和NF-YC亚基组成的异三聚体复合物,因此通过Y2H、Co-IP和BiFC分析来测试NF-YA和NF-YC亚基之间的相互作用。结果表明,NF-YA6可与酵母细胞和植物细胞中的三个NF-YC9/12/15亚基相互作用。接下来,为了找出NF-Y配合物的NFYB对应物,我们在候选NF-YBs和ZmMs7、NF-YA6和NF-YC9/12/15之间进行了Y2H筛选。在玉米的18个NF-YB成员中,NFYB2被发现与NF-YC9/12/15相互作用,但与NFYA6和ZmMs7没有相互作用。除NF-YB2外,发现NF-YB10与NF-YC15相互作用,但与NF-YC9/12无相互作用。因此,我们选择NF-YB2进行进一步研究研究。


图2:ZmMs7与ZmNF-Y亚基的相互作用

图2:ZmMs7与ZmNF-Y亚基的相互作用


通过玉米花药特异启动子p5126在玉米中提早3-5天表达ZmMs7基因,可显著改变负责花药和花粉发育的基因表达网络,从而导致完全显性不育;进一步利用p5126-ZmMs7基因元件,成功构建了一个在玉米、水稻和拟南芥中通用型的显性不育技术体系。通用型雄性不育系统的建立对植物的杂交制种非常重要,特别是对于至今还没有克隆雄性不育及其恢复基因的植物更有应用价值。


参考文献

1M.Tester, P. Langridge, Breeding technologies to increase crop production in a

changing world. Science 327, 818–822 (2010).

2X.Wan et al., Maize genic male-sterility genes and their applications in hybrid

breeding: Progress and perspectives. Mol. Plant 12, 321–342 (2019).

3L.Chen, Y.-G. Liu, Male sterility and fertility restoration in crops. Annu. Rev. Plant Biol.65, 579–606 (2014).


原文链接:https://www.pnas.org/content/early/2020/09/08/2010255117

阅读原文


微信公众号二维码

PNAS|袁隆平院士团队与万向元团队联合揭示玉米雄性育性所需ZmMs7的分子调控及多物种显性雄性不育系统的发育
开发对多种物种有效的雄性不育系统对于在不同植物中生产杂交种子至关重要,特别是对于没有克隆的雄性不育基因的植物。在这里,我们确定了玉米雄性不育基因ZmMs7的转录调控机制,从而开发了占主导地位的雄性不育系统,该系统被证明对玉米,水稻和拟南芥有效。与当前的雄性不育系统相比,该系统具有潜在的优势,例如利用单个转基因盒,在不同遗传背景下雄性不育的高度稳定性以及产生荧光转基因和正常颜色的非转基因F1可在禁止
长按图片保存/分享
图片展示

电话:400-863-8520;025-5767-1761

邮箱:order@bestofbest.top

地址:南京市栖霞区江苏生命科技园F7栋

图片展示

微信公众号

图片展示

微信小程序

版权所有 南京瑞源生物技术有限公司       苏ICP备20003978号      技术支持:飞色网络

Copyright © 瑞源生物

苏ICP备20003978号

实验

服务简介
一、酵母单杂交

酵母单杂交技术是在酵母双杂基础上发展而来的一种研究核酸-蛋白相互作用的工具,被广泛用于研究真核细胞内基因的表达调控,如鉴别DNA结合位点发现潜在的结合蛋白基因、分析DNA结合结构域信息等。

 

 二、酵母双杂交

酵母双杂交及系统是一种鉴定和检测活细胞内蛋白质相互作用的研究方法,是在真核模式生物酵母中进行的,因其具有灵敏性高、功能强大、适用范围广等特点,现已被应用于多个研究领域。分为膜蛋白和核蛋白双杂交。


应用领域
植物:自交不亲和机理研究

病毒:朊蛋白、病毒蛋白相互作用蛋白筛选

信号通路:转录因子、雌激素α受体相互作用蛋白筛选

癌症医学:癌症相关蛋白、凋亡相关蛋白相互作用蛋白筛选

寄生虫医学:毒力因子致病机制研究、半乳糖凝集素互作蛋白筛选

基础原理研究:肌球蛋白、蛋白酶体调节因子相互作用蛋白筛选、受精卵发育

   

项目名称

内容

交付标准

服务周期

酵母双杂文库构建

RNA提取、反转录、 cDNA处理、基因与载体的连接、文库质粒提取、文库产品指标

酵母双杂交文库甘油菌、酵母双杂交文库质粒、文库构建报告、文库构建图片

25个工作日,如需转化酵母延长15个工作日

酵母双杂文库筛选

诱饵质粒构建与活测、与双杂库共转感受态酵母、文库筛选、阳性克隆鉴定、回转验证

完整的筛库流程实验报告、鉴定出的阳性克隆测序

2个月左右

 

订购信息

 

文库构建流程

总RNA提取——mRNA分离——cDNA合成——基因与载体的连接——文库质粒提取——文库产品指标

单/双杂筛选流程

诱饵质粒构建与活测——与单/双杂库共转感受态酵母——文库筛选——阳性克隆鉴定——回转验证——报告整理

 

样品要求
细胞样本:细胞数量大于1×10^7;动物样本:大于1 g;植物样本:大于2 g;总RNA:大于200 µg
筛选服务:客户提供诱饵基因或构建好的诱饵质粒

 案例分析

1载体构建
根据客户提供序列构建 BD 重组载体,进行引物设计和测序验证。
2自激活检测结果

  

                                     pGADT7-LargeT/pGBKT7-p53 为阳性对照

                               pGADT7-LargeT/pGBKT7-LaminC 为阴性对照

实验现象结论

对照菌株在 SD-TL 缺陷平板上都能正常生长,而仅有阳性对照可在 SD-TLHA缺陷平板生长。pGADT7+pGBKT7-ABC 转化子中随机挑选的 6 个菌落在 SD-TLHA 缺陷平板上不能生长,生长状态同阴性对照,因此不存在自激活。

结果:ABC 诱饵克隆没有自激活作用。

3文库筛选

4阳性克隆鉴定

 

      筛库阳性克隆 ADE2 和 HIS3 报告基因检测

编号 1-34 分别是筛到的 34 个初始阳性克隆,编号“+”为阳性对照,编号“-”为阴性对照。

 

在 ADE2 和 HIS3 报告基因的检测结果中,可以看到,阳性对照在SD-TL和SD-TLHA 都能正常生长,而阴性对照由于不会激活 ADE2 和 HIS3 报告基因,在 SD-TL 可以正常生长,但在缺少 Histidine 和 Adenine 这两种成分的 SD-TLHA 平板上不能生长。因此,在34个初始阳性克隆中,除 4、8、26、28、30、32、33、34 号之外均能在SD-TLHA 生长,表明激活了HIS3和ADE2 报告基因。

 

5)回转验证

 

阳性克隆回转验证 His Ade 报告基因检测

 

15 种阳性克隆在SD-TLSD-TLHA 缺陷平板的生长情况。标注“+”为阳性对照,标注“-”为阴性对照。

 

结果显示,15 个阳性克隆中 22 号不能激活 HIS3 ADE2 报告基因;其余均能激活 HIS3 ADE2 报告基因。

 

联系电话
400-8638520
联系电话
025-57671761
二维码
二维码