2023年6月5号中国农业大学在nature plants杂志上发表的一篇抑制ASPICPROTEASE 1延长光合合成并增加小麦粒重的文章。
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作者介绍光合作用的延长，或功能保持绿，代表了一种可行的策略，以推动代谢物流向谷物籽粒。然而，实现这一目标在粮食作物方面仍然是一项挑战。本文报道了小麦CO2同化和籽粒增强2基因(Cake2)的克隆，该基因具有光合作用优势和有利于选育优良品种的天然等位基因。天冬氨酸蛋白酶1(APP-A1)基因A基因组拷贝的过早停止突变提高了光合作用速率和产量。APP1结合并降解PsbO，PsbO是光系统II的保护性外部成员，对提高光合作用和产量至关重要。此外，普通小麦APP-A1基因的自然多态性降低了APP-A1‘S的活性，促进了光合作用和籽粒大小和重量的增加。这项工作表明，APP1的修饰增加了光合作用，提高了籽粒尺寸和产量潜力。遗传资源可促进四倍体和六倍体小麦优良品种的光合作用和高产潜力。
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第一个结果作者通过RNA-seq 做的BSA测序分析得到一个SNP位点突变，该位点突变引起基因提前终止表达！这点非常重要，材料是EMS诱变得到的。
一种在促进光合作用和粒重方面模仿APP1的自然变异，将ZM9023与YM5杂交，对分离后代进行分析。App-A1-HapII系比App-A1-Hapi变种产生的颗粒更大(图6k)。App-A1-HapII(图6L)的品系有非常明显的粒重增加。这种粒重的增加来自于籽粒宽度和厚度的增加，而不是来自籽粒长度(图6m-o)。这一趋势与自然种群的差异相似。因此，App-A1-HapII变体模拟了EMS诱导的突变导致的App1功能障碍，并有可能被整合到未来的优良品种中。
这项工作提出了一种通过CAKE2(APP-A1)来提高小麦CO2同化率和籽粒发育的策略。App1突变和App-A1-HapII多态揭示了小麦App1的生物学功能，稳定了PsbO，保护了PS II复合体，延长了光合作用，增加了粒重。
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