Plant Cell | 種子休眠調控新機制

2021-01-08 網易

2019-04-11 15:25:03　來源: BioArt植物

舉報

　　種子萌發是植物生命周期中重要的發育轉變，並受到種子休眠的調控【1】。之前的研究表明， DELATION OF GERMINATION1（DOG1）基因是種子休眠的關鍵調節因子【2】。 DOG1的表達受到發育進程和環境條件的調節，但目前尚不清楚哪種轉錄因子（TFs）與DOG1啟動子結合併且在胚胎成熟過程中驅動其表達。

　　近日，來自英國Rothamsted Research 的Peter Eastmond等在The Plant Cell在線發表了一篇題為Basic LEUCINE ZIPPER TRANSCRIPTION FACTOR67 Transactivates DELAY OF GERMINATION1 to Establish Primary Seed Dormancy in Arabidopsis 的研究論文，發現了DOG1表達的調控因子bZIP67，並揭示了其調控種子休眠的作用機制。

　　

　　在之前的研究中，Peter Eastmond等對擬南芥種子成熟過程中由LEC1（LEAFY COTYLEDON1，種子萌發的關鍵轉錄因子之一）誘導的TFs進行了反向遺傳篩選，並鑑定到bZIP67（basic LEUCINE ZIPPER TRANSCRIPTION FACTOR 67）【3】。該研究發現，bZIP67 也是DOG1表達的直接調控因子，作用於LEC1的下遊。bZIP67 的過表達會進一步誘導DOG1表達並導致休眠加深。進一步研究發現，bZIP67 在種子發育過程中通過與DOG1啟動子中的GBL順式元件（G box-like cis-elements）結合而誘導DOG1表達，引起休眠。

　　該研究還發現，bZIP67的蛋白豐度受到溫度調節，低溫條件下成熟種子中的bZIP67蛋白豐度增加，說明溫度通過影響bZIP67的豐度調控DOG1的表達和種子休眠。此外，依賴於bZIP67的DOG1表達受到啟動子自然變異的影響，這解釋了DOG1 QTL控制的種子休眠的生態型差異的機制。

　　

　　種子成熟過程中DOG1表達轉錄調控的模型

　　參考文獻

　　【1】Nakabayashi K, et al. (2012) The time required for dormancy release in Arabidopsis is determined by DELAY OF GERMINATION1 protein levels in freshly harvested seeds. Plant Cell 24: 2826-2838.

　　【2】Finch-Savage WE, Leubner-Metzger G (2006) Seed dormancy and the control of germination. New Phytol 171: 501-523.

　　【3】Mendes A, et al. (2013) bZIP67 regulates the omega-3 fatty acid content of Arabidopsis seed oil by activating fatty acid desaturase3. Plant Cell 25: 3104-3116.

　　http://www.plantcell.org/content/early/2019/04/08/tpc.18.00892

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