JGG|河南农业大学王桂凤团队解析Miniature5自然变异调控玉米籽粒大小的机制

该研究鉴定到调控玉米籽粒大小的关键基因Miniature5 (Mn5)，并在玉米自然群体中筛选到该基因的错义突变体Mn5^Val109 (mn5)，该突变体籽粒变小但能正常发育结实。功能分析表明，mn5突变体中线粒体nad1内含子1的剪切效率降低，导致线粒体呼吸链复合物I的含量与活性显著下降，线粒体嵴结构异常，最终导致氧化磷酸化呼吸途径受阻。进一步研究发现，Mn5蛋白可与成熟酶ZmnMAT1、ZmnMAT3及PPR蛋白PPR-SMR1、SPR2相互作用，形成剪切复合体，特异性结合线粒体pre-nad1.1的D4结构域，共同参与nad1基因内含子1的反式剪接。研究还发现，Mn5蛋白结合位点位于此前推测的MSP1结合pre-nad1.1转录本3'末端的下游，该结果重新界定并修正了nad1.1前体RNA的3'末端。

mn5突变影响线粒体结构和功能

综上所述，Mn5基因的自然变异通过影响线粒体基因表达调控玉米籽粒大小。此前，籽粒缺陷相关基因的自然变异在玉米育种中鲜有应用，该研究发掘出一个决定籽粒大小的自然变异，为培育高产玉米新品种提供了重要分子靶点。