近日，中国农业大学金危危教授课题组在玉米花序发育调控机制上取得新进展：研究成果以“Ectopic Expression of the Transcriptional Regulator silky3 Causes Pleiotropic Meristem and Sex Determination Defects in Maize Inflorescences”为题，于2020年9月28日在The Plant Cell杂志在线发表（DOI：10.1105/tpc.20.00043）。

玉米是一种雌雄同株异花作物，具有独特的花序结构，其雄花序（雄穗）着生于植株的顶端，而雌花序（雌穗）着生于植株中部的叶腋之中。玉米花序的形态建成是一个复杂的过程，受众多基因的精确调控。然而，与拟南芥、水稻等植物相比，目前对玉米花发育分子调控机理的研究仍然较少。

课题组鉴定了一个玉米花序发育缺陷突变体Silky3（Si3），该突变体雌雄花序在发育过程中表现出多方面的缺陷，包括雌雄花序上各类分生组织的确定性和小花中器官身份的缺失，以及雄穗的小穗性别完全颠换等。遗传分析表明Si3突变受一个半显性基因控制；利用图位克隆策略对si3基因进行克隆，发现该基因是一个功能未知的蛋白。进一步分析表明SI3蛋白可能是一个转录调节抑制因子。突变体雄穗幼穗的转录组数据也支持si3基因可能具有抑制基因表达的功能。在Si3突变体中，控制花序发育的相关基因bd1、zmm14和si1的表达模式也发生了相应改变。通过测定雄穗幼穗的茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）含量，发现Si3突变体雄穗中的激素平衡变得更加适合于雌蕊发育，通过施加外源茉莉酸能够完全抑制Si3雄穗小穗性别颠换的突变表型。

综上所述，本研究揭示了si3基因的异位表达干扰了多个花发育基因调控通路，从而导致了Si3花序复杂的突变表型。对si3基因在花序中的调控机制进行解析，将有助于挖掘和完善玉米花发育的调控网络。

该研究由植物生理学与生物化学国家重点实验室、国家玉米改良中心、金危危教授课题组完成。金危危教授为该论文的通讯作者，博士生罗海山为第一作者；中国农业大学农学院董朝斌教授也参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金和科技部重点研发计划的支持。

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