植物所發現乙烯調控種子休眠形成新機制

2020-11-27 中國科學院

　　潮溼天氣誘發的農作物穗發芽（Pre-harvest sprouting）是一種世界性災害，嚴重影響農作物的產量及加工食品品質。防止穗發芽發生的有效途徑是使種子成熟後保持適度的休眠，但休眠過深也會導致田間出苗率低，引起不必要的經濟損失。種子休眠受多種植物激素調節，除廣泛報導的脫落酸和赤黴素外，乙烯也在種子休眠調控中發揮著重要作用，但對其分子機制知之較少。因此，對種子休眠的相關分子調控機制進行研究具有重要的理論和現實意義。

　　中國科學院植物研究所劉永秀研究組利用圖位克隆技術證實，擬南芥種子休眠突變體rdo3是由乙烯受體ETR1突變功能缺失引起的。研究發現，乙烯響應因子ERF12在rdo3中表達上調；遺傳分析則表明，ERF12在ETR1下遊負調控種子的休眠。進一步遺傳和生化分析揭示，ERF12可以與DOG1的啟動子結合，通過招募轉錄共抑制因子TPL從而實現抑制休眠關鍵基因DOG1的表達，進而調控種子休眠。

　　該研究揭示了ETR1-ERF12/TPL-DOG1調控種子休眠的新分子通路，將乙烯與DOG1通路緊密聯繫起來，深化了乙烯信號調控種子休眠的分子機理。該成果不僅對全面解析種子休眠調控機制有重要理論意義，而且對農業的優化育種也具有一定的實踐指導作用。

　　該研究於3月6日在線發表於國際學術期刊Plant Cell上。劉永秀研究組博士畢業生李小英為論文第一作者，劉永秀為論文通訊作者。德國馬普植物育種所博士Wim Soppe和弗萊堡大學博士李勇參與了該研究工作。該研究得到國家重大科學研究計劃和國家自然科學基金的資助。

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ETR1-ERF12/TPL-DOG1調控種子休眠的分子通路 

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