植物所林荣呈课题组系统总结了光信号在种子休眠和萌发中的作用机制学术资讯

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近日，JIPB在线发表了中国科学院植物研究所林荣呈课题组题为“The role of light in regulating seed dormancy and germination”的综述文章，系统总结并阐述了光信号通过调控激素代谢和信号转导影响种子休眠释放和萌发中的作用机制，并对光信号在种子休眠诱导和维持中的作用进行了概述与讨论。在此基础上，提出了光信号调控种子休眠和萌发领域中有待解答的若干问题。种子休眠与萌发是植物在长期进化过程中产生的适应性性状。休眠可以帮助种子在不适宜的环境中得以生存，萌发则使植物开始新一轮的生命周期。休眠水平过低致使出现“胎萌”或穗发芽的现象，进而降低了农业生产中种子的产量和品质。成熟的种子能够通过识别外源环境信号以确定季节信息及其在土壤中的分布，从而决定是否结束休眠、起始萌发。光信号是种子萌发的必要条件，它通过调控内源激素（如赤霉素GA和脱落酸ABA）的合成和信号转导促进种子休眠释放和萌发（Bassel 2016; Shu et al. 2016）。在过去的几十年中，研究者发现光敏色素B（phytochrome B, phyB）在介导光信号调控种子休眠和萌发上发挥主导功能，转录因子PIF1（PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 1）在phyB介导的种子萌发过程中发挥关键作用，进而建立了以phyB-PIF1为主的调控种子萌发的光信号途径。林荣呈课题组前期鉴定到两个MYB类转录因子——RVE1（REVEILLE1）和RVE2，发现RVE1/2不仅参与phyB介导的种子萌发，同时促进种子休眠，提出了RVE1蛋白有别于PIF1的独特功能。随后，他们揭示了外源光信号通过phyB-RVE1/2-GA3ox2与phyB-RVE1-RGL2通路分别控制GA合成和GA信号进而调节种子休眠与萌发的分子机制（Jiang et al. 2016; Yang et al. 2020a）。最近，他们发现了phyB-PIF1与phyB-RVE1信号通路之间的关联。PIF1和RVE1相互诱导对方表达形成正反馈环，并通过相互作用增强对方的转录活性，进而协同抑制种子萌发（Yang et al. 2020b）。

光信号调控种子休眠释放和萌发的作用机制此外，该综述文章概述了光信号在种子休眠维持过程中的调控机制，并对光信号在种子休眠诱导过程中的作用进行了讨论。比如研究蓝光在种子休眠和萌发过程中的作用、蓝光信号和红光/远红光信号调控种子休眠和萌发之间的交互作用，将有助于全面理解光信号对种子休眠和萌发的调控机制，并为培育更好适应光环境和农业生产的作物新品种提供理论支持和基因资源。

植物所已出站博士后杨立文为该综述论文的第一作者，林荣呈研究员为通讯作者。该工作得到转基因专项和中国博士后科学基金的支持。

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