本次閱讀的是2019年發(fā)表在《PLoS Genet》上的《A genome-wide association study reveals a novel regulator of ovule number and fertility in?Arabidopsis thaliana》一文。本文通訊作者是美國(guó)印第安納州西拉斐特普渡大學(xué)植物與植物病理學(xué)系Sharon A. Kessler教授。
擬南芥的胚珠發(fā)育起源于兩個(gè)心皮瓣仔沿，心皮邊緣分生組織可以分化形成胚珠原基滑频，胚珠原基會(huì)形成胚珠译荞，此外同源的原基會(huì)形成珠心背犯，合點(diǎn)和珠柄脆烟，珠心/合點(diǎn)兩側(cè)細(xì)胞環(huán)狀凸起凡恍，會(huì)進(jìn)一步分化形成內(nèi)外珠被志秃。
為了鑒定參與胚珠數(shù)目調(diào)控的因子，他們要來189個(gè)擬南芥的不同的種質(zhì)資源嚼酝，22℃培養(yǎng)浮还，取主莖上的第6-10個(gè)角果進(jìn)行計(jì)數(shù)。胚珠數(shù)目在39–82之間闽巩，實(shí)驗(yàn)室常用的Col-1钧舌，胚珠數(shù)目大約在63個(gè)左右。通過GWAS分析涎跨，他們確定了兩個(gè)3號(hào)染色體上的峰與胚珠數(shù)目相關(guān)洼冻，一共存在35個(gè)candidates，通過Col-0背景下突變體的鑒定隅很，他們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)基因可能與胚珠數(shù)目相關(guān)撞牢。
隨后他們挑選了?NERD1 （At3g51050） 進(jìn)行進(jìn)一步研究，突變體胚珠數(shù)目相比野生型下降約1/3，并且利用NERD1全長(zhǎng)的序列能夠回補(bǔ) nerd1?突變體的表型普泡。有趣的是播掷，在nerd1?突變體中會(huì)出現(xiàn)100%不育現(xiàn)象。這個(gè)是雌雄雙方的相互作用引起的撼班。用野生型的花粉授粉給?nerd1?歧匈，發(fā)現(xiàn)越有40%的胚珠沒有受精，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)砰嘁，大約38%的胚珠是沒有發(fā)育完成件炉，這種缺陷從FG2的發(fā)育的時(shí)候即可看出。此外矮湘，也能發(fā)現(xiàn)花粉發(fā)育的缺陷斟冕，小孢子四分體進(jìn)行染色發(fā)現(xiàn)，中間僅有的小孢子四分體中的三個(gè)核存在異常缅阳，亞歷山大染色也解釋花粉的活力是存在缺陷的磕蛇。同樣的正反交的結(jié)果顯示，雌雄雙方的傳遞率均是存在問題的十办。
對(duì) NERD1 構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹秀撇，發(fā)現(xiàn)NERD1這個(gè)基因在整個(gè)物種均保守存在，并且預(yù)測(cè)為一個(gè)跨膜蛋白向族，在煙草內(nèi)的瞬時(shí)表達(dá)發(fā)現(xiàn)NERD1與高爾基體的marker共定位以及和膜部分共定位呵燕。
隨后他們構(gòu)建了NERD1pro::gNERD1-GUS 觀察表達(dá)pattern，發(fā)現(xiàn)與前面的觀察結(jié)果類似在雌雄雙方均有表達(dá)件相。
通過一個(gè)胚珠數(shù)目較少的種質(zhì)資源Altai和Col-0中回補(bǔ)35S:NERD1再扭，發(fā)現(xiàn)在Col-0中對(duì)胚珠數(shù)目無影響，但是Altai中胚珠數(shù)目明顯上升夜矗。
通過GWAS分析泛范，一般常出現(xiàn)SNP有四個(gè)，三個(gè)同義紊撕，一個(gè)非同義敦跌，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)一般C-A這種突變，一般A的胚珠少逛揩，一般C的胚珠多。但是這樣也不是絕對(duì)的麸俘，作者查看了不同形式的NERD1的轉(zhuǎn)錄沒有發(fā)現(xiàn)區(qū)別辩稽，而利用不同種質(zhì)資源的NERD1回補(bǔ)Col-0突變體，發(fā)現(xiàn)也均能回補(bǔ)从媚，暗示著突變體后的NERD1也均是有功能的逞泄，具體機(jī)制還需要探索。
綜上所述，本文通過GWAS分析鑒定到一個(gè)胚珠數(shù)目調(diào)控因子NERD1,并且對(duì)NERD1的功能表型進(jìn)行了詳細(xì)的分析喷众。但是NERD1的機(jī)制到底是如何實(shí)現(xiàn)的各谚，和其他調(diào)控胚珠發(fā)育的因子如激素等等之間的關(guān)系是什么還不清楚。作者認(rèn)為可能是在高爾基處參與對(duì)果膠以及多糖的修飾到千，是否可以對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行染色昌渤。此外在進(jìn)行回補(bǔ)時(shí)，我覺得用一個(gè)胚珠發(fā)育特異的啟動(dòng)子回補(bǔ)會(huì)更好憔四，否則帶來了分支增多膀息，生物量增加的其他表型。此外 nerd1 雄性不育的原因如果深入探索會(huì)更好了赵，今年上海交通大學(xué)的梁婉琪研究員發(fā)現(xiàn)NERD1可以影響初生外壁組分從而影響花粉的活力潜支。
