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植物所科研人员研究发现拟南芥调控种子休眠和萌发的新成员

2019-11-11

  研究种子休眠和萌发的调控机理对于植物生存和农业生产具有重要的理论意义。种子休眠属于数量性状,受环境因素和遗传因子的共同调控。拟南芥DOG1DELAY OF GERMINATION 1)基因是控制种子休眠数量性状位点(QTL的主效基因,DOG1功能缺失突变体的种子休眠彻底丧失,并且DOG1相关蛋白在其它植物中具有功能保守性,DOG1是促进植物种子休眠的特异性关键因子。鉴定与DOG1功能相关的新成员并解析其作用机理将会进一步完善种子休眠萌发的分子调控网络。 

  中科院植物研究所刘永秀研究组通过STRING网站(https://string-db.org/)预测发现一个未知功能的蛋白与DOG1具有较高的相关性该蛋白的编码基因被命名为AtSdr4LArabidopsis thaliana Seed dormancy 4-Like)。研究发现,AtSdr4L基因在拟南芥种子中特异表达,编码蛋白定位于细胞核,功能缺失突变体atsdr4l种子休眠明显加深,AtSdr4L是种子休眠的特异性负调控因子。进一步研究发现,休眠的atsdr4l种子对赤霉素(GA)处理不敏感,后熟的atsdr4l种子萌发对GA合成抑制剂多效唑(PAC)超敏感,并且遗传研究表明AtSdr4L位于GA途径负调控因子RGL2RGA-LIKE 2)的上游,这些结果暗示AtSdr4L通过介导GA途径调控种子的休眠与萌发。遗传研究同时也发现,atsdr4l能够完全抑制dog1的休眠缺失表型,AtSdr4LDOG1的遗传上位基因(epistatic gene)。因此推测AtSdr4LGA途径和DOG1途径调控种子休眠萌发的重要结点。关于AtSdr4L的生化功能及其调控种子休眠和萌发的分子机理还在进一步研究中。 

  该研究于1023日在线发表于国际学术期刊Journal of Experimental Botany。刘永秀研究组的曹红副研究员和博士生韩义为论文共同第一作者刘永秀研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重大科学研究计划等项目的资助。 

  文章链接: 

  https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erz471/5602669 

  (分子生理实验室供稿) 

   

  atsdr4l种子休眠加深且对GA处理不敏感 

  (A)与野生型相比,新收获的atsdr4l种子休眠明显加深,且GA处理不能打破其休眠。 

  (B)低温层积化处理能打破atsdr4l种子的休眠 



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