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中國科學院植物所發現擬南芥調控種子休眠和萌發的新成員

2019-11-05  來源:中國科學院網站  閱讀次數: 
 

  研究種子休眠和萌發的調控機理對于植物生存和農業生產具有重要的理論意義。種子休眠屬于數量性狀,受環境因素和遺傳因子的共同調控。擬南芥DOG1DELAY OF GERMINATION 1)基因是控制種子休眠數量性狀位點(QTL)的主效基因,DOG1功能缺失突變體的種子休眠徹底喪失,并且DOG1相關蛋白在其它植物中具有功能保守性,DOG1是促進植物種子休眠的特異性關鍵因子。鑒定與DOG1功能相關的新成員并解析其作用機理將會進一步完善種子休眠萌發的分子調控網絡。

  中國科學院植物研究所劉永秀研究組通過STRING網站(https://string-db.org/)預測,發現一個未知功能的蛋白與DOG1具有較高的相關性,該蛋白的編碼基因被命名為AtSdr4LArabidopsis thaliana Seed dormancy 4-Like)。研究發現,AtSdr4L基因在擬南芥種子中特異表達,編碼蛋白定位于細胞核,功能缺失突變體atsdr4l種子休眠明顯加深,AtSdr4L是種子休眠的特異性負調控因子。進一步研究發現,休眠的atsdr4l種子對赤霉素(GA)處理不敏感,后熟的atsdr4l種子萌發對GA合成抑制劑多效唑(PAC)超敏感,并且遺傳研究表明AtSdr4L位于GA途徑負調控因子RGL2RGA-LIKE 2)的上游,這些結果暗示AtSdr4L通過介導GA途徑調控種子的休眠與萌發。遺傳研究同時也發現,atsdr4l能夠完全抑制dog1的休眠缺失表型,AtSdr4L是DOG1的遺傳上位基因(epistatic gene)。因此推測AtSdr4L是GA途徑和DOG1途徑調控種子休眠萌發的重要結點。關于AtSdr4L的生化功能及其調控種子休眠和萌發的分子機理還在進一步研究中。

  該研究于10月23日在線發表于國際學術期刊Journal of Experimental Botany。劉永秀研究組的副研究員曹紅和博士生韓義為論文共同第一作者,劉永秀為論文通訊作者。該研究得到國家自然科學基金和國家重大科學研究計劃等的資助。

中國科學院植物所發現擬南芥調控種子休眠和萌發的新成員

  atsdr4l種子休眠加深且對GA處理不敏感。(A)與野生型相比,新收獲的atsdr4l種子休眠明顯加深,且GA處理不能打破其休眠。(B)低溫層積化處理能打破atsdr4l種子的休眠

 

 

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