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張天真教授團隊揭示線粒體依賴溫度調控種子萌發的分子機制

編輯:傅煒琳 來源:農業與生物技術學院辦公網 時間:2019年02月22日 訪問次數:1305  源地址

GhHSP24.7通過感知溫度調控種子萌發的分子機制模式圖


種子如何感受環境中溫暖條件的變化?2019215日,由農學院張天真團隊等完成的研究論文在PNAS在線發表,一個小分子熱激蛋白(small heat shock proteinHSP24。7直接感應溫度的變化,調控種子的萌發,部分回答了這一問題。HSP24.7的功能研究揭開了植物溫度感受分子調控的一角,在作物種子生產、保存和育種中都具有重要的應用意義,尤其是對新疆(生產全國70%以上的棉花產量)低溫、干旱、鹽堿地的棉花播種出苗有實際指導作用。

研究發現,當抑制棉花HSP24.7表達的時候,種子的萌發速度減緩,即使是在相對高溫的條件下,也是萌發緩慢,仿佛種子一直處于低溫環境。相反,HSP24.7的活躍表達可以讓棉花種子迅速萌發,在相對低溫的條件下也可以迅速完成,仿佛一直處于溫暖條件。經檢驗,這組實驗中,種子萌發速度的差異并不是胚的活力差異造成的,而是胚乳膜的強度(膜穿刺力,puncture force)差異,也就是說HSP24.7通過對溫度的感受,改變了束縛種子萌發的物理力量。

研究人員在擬南芥和番茄中分別對HSP24.7的同源基因進行了過量表達和抑制表達的轉基因分析,轉基因植物中均不同程度的出現了與轉基因棉花中相類似的結果,也就是HSP24.7同源基因的活躍表達可以加速擬南芥和番茄種子萌發,這說明HSP24。7對于種子萌發過程的調控作用在雙子葉植物中是普遍適用的。

該論文由新寶3注冊登錄作物科學研究所張天真教授團隊和胡晉教授、祝水金教授、阮勇凌講座教授和中科院上海植物生理生態研究所陳曉亞院士合作完成。馬衛博士后和關雪瑩教授為共同第一作者,張天真教授為責任作者,研究得到了國家自然科學基金(U1503284)等項目的支持。

(供稿:農學院作物所)