Soja (Glycine max) ist eine wichtige Wirtschaftspflanze, die Speiseöl, pflanzliches Protein und andere Nährstoffe für den Menschen liefert. Sojabohnen haben ihren Ursprung in China und wurden dort domestiziert. Die Identifizierung neuartiger Saatgutregulatoren durch zahlreiche Akzessionen in China ist von großer Bedeutung für die Aufklärung verwandter Regulierungsnetzwerke und die Züchtung moderner Sorten.
Forscher unter der Leitung von Prof. Zhang Jinsong vom Institut für Genetik und Entwicklungsbiologie (IGDB) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben den regulatorischen Faktor GmPLATZ anhand von Samentranskriptomen identifiziert und außerdem herausgefunden, dass er das Samengewicht und die Samengröße über die GmPLATZ-GmGA20OX/Cycline steuert Modul in Sojabohnen.
Ihre Arbeit wurde veröffentlicht in Neuer Phytologe am 15. Oktober.
Durch RNA-Sequenzierung und Gewichtsgen-Koexpressionsnetzwerkanalyse von 45 Sojabohnenakzessionen identifizierten die Forscher 199 Samengewichtsregulatoren. Die Transkriptome von sieben Entwicklungsstadien von Sojabohnensamen wurden weiter analysiert und 173 entwicklungsbezogene Gene entdeckt.
Sie identifizierten GmPLATZ anhand der beiden Gensätze und fanden heraus, dass es für die Förderung des Samengewichts und der Samengröße bei Sojabohnen erforderlich ist. GmPLATZ aktivierte die Expression von sechs Cyclin-Genen und GmGA20OX durch Bindung an deren Promotoren. Ein palindromisches Kernelement AATGCGCATT war für die GmPLATZ-Bindung essentiell. Die Überexpression von GmGA20OX erhöhte die Größe und das Gewicht der Sojabohnensamen erheblich.
Der PLATZ wurde während der Domestizierung von Sojabohnen ausgewählt und seine Orthologen aus Arabidopsis und Reis beeinflussten auch die Samengröße und das Samengewicht.
Die Ergebnisse liefern wirksame Strategien und wertvolle Genziele für die molekulare Züchtung von Sojabohnen.
Mehr Informationen:
Yang Hu et al.: Globale Analyse von Samentranskriptomen enthüllt einen neuartigen PLATZ-Regulator für die Kontrolle von Samengröße und -gewicht in Sojabohnen. Neuer Phytologe (2023). DOI: 10.1111/nph.19316