中科院植物所林荣呈研究组揭示光调控种子休眠和萌发的新机制学术资讯

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种子休眠（dormancy）和萌发（germination）对农业生产至关重要。种子适时休眠有助于种子度过不利环境，防止穗发芽，保障作物产量；而适时发芽是确保作物苗期正常生长发育的先决条件。种子休眠和萌发受内在因素（如激素）的调控，同时也受外界环境因素（如光照、温度等）的影响。赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）是调控种子休眠与萌发的主要激素，赤霉素抑制休眠、促进萌发；而脱落酸的作用相反，促进休眠、抑制萌发。光是影响种子萌发的重要环境因子。红光促进种子萌发，而远红光抑制种子萌发；这一过程中，光受体Phytochrome B（phyB）起着重要作用。

中科院植物所林荣呈研究组2016年在Nature Communications上发表了一篇题为Phytochrome B and REVEILLE1/2-mediated signaling controls seed dormancy and germination in Arabidopsis 的研究论文，发现两个类Myb型转录因子RVE1（REVEILLE1）和RVE2可调控种子休眠和萌发，并揭示了光信号通过phyB-RVE1/RVE2-GA3ox2通路调控种子休眠和萌发的分子机制。转录因子RVE1可以直接结合到赤霉素合成基因GA3ox2的启动子元件上并抑制其表达，从而促进种子休眠和抑制萌发。由此可见，phyB-RVE1可通过影响GA生物合成从而影响种子休眠，但phyB-RVE1是否对GA信号途径有影响？这个问题目前还不清楚。

DELLA蛋白是GA信号途径的负调控因子。拟南芥中有5个DELLA蛋白，包括GA-INSENSITIVE (GAI)，REPRESSOR OF GA (RGA)，RGA-LIKE1 (RGL1)，RGL2和RGL3。

林荣呈研究组在最新的一项研究中发现，RVE1可与RGL2及其E3泛素连接酶SLEEPY1 (SLY1)发生互作，阻止RGL2被降解。同时，RVE1 和 RGL2协同促进下游靶基因的表达，包括GA3ox2 和 AUXIN RESISTANT1 (AUX1)。此外，RGL2的表达还受到phyB的抑制。因此，这项研究揭示了RVE1-RGL2分子模块通过整合光信号、GA代谢以及GA信号调控种子休眠和萌发的机制。该研究为激素和光照协同调控种子休眠和萌发提供了新的见解。

上述研究成果以 Interplay between REVEILLE1 and RGA‐LIKE2 regulates seed dormancy and germination in Arabidopsis为题于近日发表在New Phytologist 上。

论文原文链接：

https://doi.org/10.1111/nph.16236

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