種子萌發調控機制研究取得新進展
2021-01-08 生物谷
近日，華中農業大學園藝植物生物學教育部重點實驗室番茄團隊在Journal of Experimental Botany上發表題為「MAPK11 regulates seed germination and ABA signaling in tomato by phosphorylating SnRKs」的研究論文，該研究鑑定了番茄種子萌發基因MAPK11，揭示了該基因控制番茄種子萌發的分子機理，為種子萌發研究提供了新的視角。
種子是生命的起始，對植物的生命進程具有重要的作用。種子通過感知外界的環境變化打破休眠，從而開始生命的進程，幫助植物躲避不利的環境條件。植物激素能調控種子的休眠和萌發，脫落酸（ABA）促進種子的休眠，而赤黴素（GA）能刺激種子的萌發。研究種子的萌發及其對激素的響應具有重要的意義。
本研究克隆鑑定了番茄種子萌發基因MAPK11，發現該基因正調控ABA合成關鍵基因NCED1的轉錄，促進ABA的合成，從而負調控種子的萌發。同時，研究發現MAPK11超表達轉基因系的種子萌發對ABA高敏感，磷酸化蛋白組學分析發現MAPK11能影響SnRK2.2的磷酸化，從而調控ABA信號通路，影響番茄的種子萌發。
此外，研究發現，MAPK11能和SnRK1蛋白互作，並磷酸化SnRK1的Ser-29。轉基因功能驗證結果表明SnRK1正調控番茄的種子萌發。進一步研究表明SnRK1和ABI5蛋白互作，負調控ABI5的轉錄，從而參與ABA信號通路，調控番茄的種子萌發。本研究揭示了MAPK11在種子萌發中起著重要作用，為種子萌發的調控和作物遺傳改良提供了理論支持。
華中農業大學園藝林學學院博士後宋建文為論文第一作者，葉志彪教授和張俊紅教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家現代農業技術體系等項目資助。(生物谷Bioon.com）
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