控制禾本科植物的重要基因

《Nature》：控制禾本科植物的重要基因    玉米的ramosa1突变早在一个世纪前就分离出来了，这个基因的突变的玉米曾一度被认为是一个新品种的玉米Zea ramosa。早期绘制的食用玉米的遗传图谱将ramosa1基因置于一个单一的位点(locus)，被认为是玉米在进化上的一种返祖现象。最近来自冷泉港的科学家发现此基因控制着花序的分支构架。文章作为杂志的封面文章发表在最新一期的Nature上。

    开花植物的外观是由花序决定的，花序是轴及其着生在上面的花的通称，也可特指花在花轴上不同形式的序列，如圆锥花序，穗状花序等。植物的分支模式是由顶端分生组织决定的。因此，花序的模式就反映了分生组织的数目、分布和活动、与枝长相关的分生组织活动时间。玉米的穗不同与其它禾本科植物，如大米和高梁，拥有长长的穗轴，玉米的比较短。

    ramosa1基因的产物是一种转录因子，研究人员证实了它可以控制花序的模式(inflorescence architecture)。它表达的部位位于初生分生组织的基部，基因在枝初生的时候就决定了玉米只能长短穗。

    另外一个基因ramosa2，它通过调控ramosa1基因的表达来起作用的。ramosa1基因编码的转录因子在水稻中不存在，在高粱中在不同的时相中进行表达。因此ramosa1基因在玉米的驯化和禾本科植物的进化过程中都可能起到重要的作用。

    一个世纪以前首次分离出来的ramosa1玉米突变体曾经被认为是一个新种，被称为Zea ramosa，原因是它与“原始的”草本相似。ramosa1被看成是家玉米Zea mays的一种返祖现象，早期的遗传图将其放在一个单一位点上。现在Vollbrecht等人分离出了ramosa1，发现它控制花序(植物开花的区域，决定一个植物的形状)的分支架构。我们熟悉的玉米穗轴没有长的分支，与相关草本的花序不同。ramosa1编码一个转录因子(该转录因子在水稻中是没有的，在高粱中是以不同方式调控的)，并在玉米驯化过程中经历了强烈的选择。这个发现与ramosa1在演化中扮演一个关键角色的观点是一致的：它对今后的作物育种也可能有用。本期封面所示为一个ramosa1玉米穗，是在有高度分支穗的植物上产生的。