水稻的花器官特征主要由A、B、C、E四类基因决定,它们大多编码MADS-box转录因子。然而,在花发育过程中,对于这些基因的表达如何被调控的研究很少。本研究报道了一个名为SUPER WOMAN 2(SPW2)的基因,该基因在水稻的小穗/小花发育过程中通过调控雌蕊特征基因OsMADS3、OsMADS13、OsMADS58和DL的表达发挥重要作用。SPW2突变导致小穗内的护颖、外稃、内稃、浆片和雄蕊中出现异位的柱头/子房状组织。通过图位克隆,我们揭示了SPW2编码一个植物特有的类EMF1蛋白,该蛋白是PRC2复合物的重要组成部分,并介导H3K27me3修饰。表达分析显示,SPW2突变导致OsMADS3、OsMADS13、OsMADS58和DL在小穗的非雌蕊器官中异位表达。此外,ChIP-qPCR结果显示这些基因在染色质上的H3K27me3修饰水平显著降低。因此,我们的研究结果表明SPW2通过参与H3K27me3介导的雌蕊特征基因表观遗传沉默,进而调控它们在水稻小穗的非雌蕊器官中的表达。这项研究拓宽了我们对于SPW2通过表观遗传调控花器官特征基因的分子机制的认识。
玉米在驯化和遗传改良过程中改变了形态及生理特性从而提高了产量和对胁迫的抗性,在这一过程中根际微生物的多样性可能也随之发生变化。了解玉米种质资源的进化如何影响其生长期的根际细菌结构,对于揭示植物-微生物之间的协同关系,进而提高驯化种质的产量具有重要意义。本研究在田间展开,选择9个具有代表性的驯化和遗传改良种质材料,分别在幼苗期、盛花期和成熟期对大雏草、地方种和自交系植物DNA和根际细菌DNA进行测序。检测并分析不同处理下土壤化学性质与细菌群落结构变化的关系。结果表明,玉米的驯化和遗传改良增加了根际细菌的多样性,改变了根际细菌的群落组成。根际中的核心微生物组在不同种质之间存在显著差异。共现网络分析表明,自交系的细菌网络模块性高于大雏草和地方品种。本研究最终表明:随着玉米的驯化和遗传改良,根际群落多样性随之增加,从而可以增强玉米对生物胁迫适应能力,提高对土壤养分的利用效率。