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华南植物园揭示植物种子萌发调控新机制

2016-09-26 14:29 华南植物园 华南植物园 阅读 0
核心摘要: 中国科学院华南植物园研究发现NF-YC家族基因在植物种子萌发调控中起关键作用,通过NF-YC-RGL2-ABI5分子模块协同GA和ABA信号,揭示了激素拮抗的分子机制,为农业生产提供理论依据。

种子萌发是植物发育的关键阶段,决定植物何时何地开启生长,是自然界种子植物维持代际延续的核心,也是农业生产中的重要农艺性状。研究表明,种子萌发主要通过植物内源激素赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)的相互制衡来调节,但两者拮抗的具体分子机制长期未明,是植物激素互作领域的研究热点。

中国科学院华南植物园植物激素调控研究组助理研究员刘旭在研究员侯兴亮指导下,发现Nuclear Factor Y-C(NF-YC)家族基因在调控种子萌发中发挥关键作用。拟南芥NF-YC负调控GA介导的种子萌发:在GA合成抑制剂(PAC)处理下,NF-YC同源基因多突变体的种子萌发率显著高于野生型,表现为PAC不敏感;而过表达NF-YC的株系对PAC超敏感。通过分子生物学手段,他们找到NF-YC的互作因子——GA介导种子萌发的关键抑制子DELLA蛋白RGL2。结合高通量测序、遗传及生化分析,证实NF-YC和RGL2在转录调控上相互依赖,共同结合到ABA信号关键因子ABI5基因启动子的CCAAT元件上,促进其转录,从而协同GA和ABA信号调控种子萌发。该发现阐明了NF-YC-RGL2-ABI5分子模块在种子萌发中的关键作用,深化了对GA和ABA激素互作调控植物发育的理论认知。

相关成果已在线发表于国际学术期刊《自然-通讯》(Liu et al, Nature Communications, 2016, 7: 12768. doi:10.1038/ncomms12768)。研究得到中科院“百人计划”和国家自然科学基金面上项目资助。

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