遗传发育所公布脱落酸介导植物开花的成员机理,小编国激素介导的种子休眠调节机制研讨获进展

植物的开花时间是农业生产上一个重要农艺性状,适宜的开花时间有利于作物灌浆成熟,保证产量和质量,具有重要的经济学意义;同时,开花时间调控本身极为复杂,也是植物学基础研究领域一个热点。大量研究表明,开花时间受到包括赤霉素途径在内的四大途径协同调控。脱落酸与GA是一对经典的植物激素,它们在许多生物学过程中都表现出拮抗效应,诸如种子休眠与萌发和根的发育等。虽然GA调控开花时间已有大量深入研究,但ABA如何调控开花?植物学界还值得进一步深入研究。

澳门线上真人平台,种子休眠是农业生产上一个重大农艺性状,适度的休眠水平对作物种子的正常收获、贮存及随后的萌发都起着关键的作用,也极大地影响着农作物的产量和品质,具有重要的经济学意义。大量研究表明,ABA与GA两种激素相互拮抗地调控种子休眠,它们在种子从休眠向萌发转换的生理过程中起到了重要的调控作用。因此,ABA与GA合成或信号传导途径的很多突变体都表现出种子休眠程度改变的表型。ABI4是ABA信号途径中非常关键的一个正调控因子,但是到目前研究的结论是ABI4并未参与种子休眠调控。

中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗研究组早前发现,ABA信号途径中一个正调控因子ABI4
通过介导ABA与GA的合成及信号转导,进而精确调控种子休眠(Shu et al., 2013,
澳门信誉娱乐网站,PLoS Genetics),同时发现ABI4
突变体表现出早花的表型;随后,谢旗研究组以澳门博彩十大排名网站首页,ABI4
为切入点,详细研究了ABA通过ABI4
调控开花时间的分子机理。结合遗传学、分子生物学、生物化学和植物生理学等研究方法,证实ABI4
通过正调控开花关键基因FLC的转录,进而负调控开花时间。有趣的是,FLC同时也是ABA信号途径上另一个重要因子ABI5
的靶标基因(Wang et al., 2013, JXB);因此ABI4 也是继ABI5
之后,在ABA途径上一个新鉴定到的调控开花的关键基因。

中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗实验室早前鉴定了一个泛素连接酶SDIR1,发现其通过调控bZIP和ABI4这两类转录因子的基因表达,进而增强ABA信号,并参与调控种子萌发等生理学过程。随后,谢旗实验室结合遗传学、分子生物学、生物化学和植物生理学等研究方法,证实ABI4通过正调控种子中ABA的合成、负调控GA的合成,进而诱导种子的休眠。该研究澄清了学术界长期以来“ABI4没有调控种子休眠的分子功能”的认识,并指出了造成这种错误认识的原因所在。该研究对于防控作物种子的穗发芽具有潜在的理论指导意义。中科

研究结果于10月27日在线发表于Journal of Experimental Botany 杂志(DOI:
10.1093/jxb/erv459)。谢旗研究组舒凯和博士研究生陈倩为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金委激素重大项目和国家蛋白研究计划项目的资助。