種子休眠是農業生產上一個重大農藝性狀,適度的休眠水平對作物種子的正常收獲、貯存及隨后的萌發都起著關鍵的作用,也極大地影響著農作物的產量和品質,具有重要的經濟學意義。大量研究表明,ABA與GA兩種激素相互拮抗地調控種子休眠,它們在種子從休眠向萌發轉換的生理過程中起到了重要的調控作用。因此,ABA與GA合成或信號傳導途徑的很多突變體都表現出種子休眠程度改變的表型。ABI4是ABA信號途徑中非常關鍵的一個正調控因子,但是到目前研究的結論是ABI4并未參與種子休眠調控。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所謝旗實驗室早前鑒定了一個泛素連接酶SDIR1,發現其通過調控bZIP和ABI4這兩類轉錄因子的基因表達,進而增強ABA信號,并參與調控種子萌發等生理學過程(Zhang et al., 2007, Plant Cell)。隨后,謝旗實驗室深入研究了ABI4在調控種子休眠中的分子功能。結合遺傳學、分子生物學、生物化學和植物生理學等研究方法,證實ABI4通過正調控種子中ABA的合成、負調控GA的合成,進而誘導種子的休眠。該研究澄清了學術界長期以來“ABI4沒有調控種子休眠的分子功能”的認識,并指出了造成這種錯誤認識的原因所在。另外,過表達ABI4種子休眠程度有所降低,該研究對于防控作物種子的穗發芽具有潛在的理論指導意義。
研究結果于6月20日在線發表于PLoS Genetics雜志(DOI: 10.1371/journal.pgen.1003577)。謝旗實驗室的博士研究生舒凱為該論文的第一作者。該工作的CHIP-PCR工作得到曹曉風研究組的大力支持。
研究得到了國家自然科學基金委激素重大項目和國家蛋白研究計劃項目的資助。
近日,中科院植物研究所研究員劉永秀團隊發現擬南芥轉錄后調控的重要分子機器pre-mRNA3'末端加工復合體參與種子休眠調控。相關研究成果發表于《植物雜志》。種子休眠是指完整有活力的種子在適宜環......
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