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植物所科研人员揭示光调控种子休眠和萌发的新机制

  休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状,植物通过抑制种子萌发保证其在逆境中生存。然而,休眠水平过低的作物种子容易出现“胎萌”或穗发芽的现象,导致农业生产中种子产量和质量下降。因此,研究种子休眠和萌发的调控机制对农业生产具有重要指导意义。 

  光照是影响种子休眠和萌发的重要环境因素。光敏色素BphyB)光受体接收光信号并调控内源赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)的生物合成和信号转导,进而调控种子萌发。中科院植物所林荣呈研究组前期鉴定到两个MYB类转录因子——RVE1REVEILLE1)和RVE2,发现phyBRVE1/2不仅参与种子萌发,还能调控种子休眠,揭示了外源光信号通过phyB-RVE1/2-GA3ox2级联反应控制GA合成进而调节种子休眠和萌发的分子机制(2016年发表于Nature Communications)。 

  DELLA蛋白是GA信号转导的负调控因子。林荣呈研究组最新研究发现,在蛋白水平上,RVE1通过与E3泛素化连接酶SLY1SLEEPY1)竞争结合DELLA蛋白RGL2进而抑制RGL2发生泛素化降解。在转录水平上,RVE1RGL2协同调控下游靶基因的表达;RGL2能够增强RVE1的转录活性以及与下游基因启动子的结合强度。phyB通过抑制RVE1RGL2的转录而调控种子的休眠和萌发。该研究不仅阐释了DELLA蛋白被一个转录因子直接稳定的作用模式,而且发现DELLA蛋白可以增强转录因子的转录活性,为研究DELLA蛋白的作用机制和作用方式增加新的认识。同时,该研究揭示了phyB-RVE1-RGL2模块通过整合光信号、GA合成以及GA信号通路调控种子休眠和萌发的新机制,将为培育更好适应环境和农业生产的作物新品种提供理论支持。 

  该研究结果于2019年10月3日在线发表于国际学术期刊New Phytologist。林荣呈研究组杨立文博士后和已毕业博士蒋志敏为论文共同第一作者,林荣呈研究员为论文通讯作者。该研究工作得到科技部、农业农村部、中国科学院以及中国博士后基金等项目的支持。 

  文章链接: 

  https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16236 

  (光合实验室供稿) 

   

  phyB-RVE1-RGL2模块调控种子休眠和萌发的工作模型

 


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