PNAS:揭示活性氧清除途径提高种子活力的新机制

来源：植物研究所，2022-03-02 07336054

大米是世界上一半以上人口的主食。种子活力是一个重要的农艺性状，通常指种子在贮藏过程中萌发并保持这种活力的能力，对种子质量和种质资源保存具有重要意义。目前，人们对作物种子活力的调控机制和分子网络知之甚少。中国科学院植物研究所宋先军研究组筛选出两个种子活力差异巨大的水稻品种：活力低的姬静88和活力高的Kasalath。科学家

大米是世界上一半以上人口的主食。种子活力是一个重要的农艺性状，通常指种子在贮藏过程中萌发并保持这种活力的能力，对种子质量和种质资源保存具有重要意义。目前，人们对作物种子活力的调控机制和分子网络知之甚少。

中国科学院植物研究所宋先军研究组筛选出两个种子活力差异巨大的水稻品种：活力低的姬静88和活力高的Kasalath。研究人员利用高通量转录组学和宽靶标代谢组学技术，分析比较这些品种在种子老化过程中转录组和代谢组学的变化，通过构建共表达调控网络，筛选出包括bZIP23和bZIP42在内的转录因子作为重要的调控节点。转基因水稻实验数据表明，bZIP23和bZIP42正调控种子活力。同时，研究还鉴定了一个编码过氧化物酶的遗传因子PER1A，该因子编码的蛋白质可以通过清除种子中的活性氧来正向调节种子活力。发现bZIP23和bZIP42可以直接结合到PER1A的启动子区域并激活其转录表达。遗传证据表明，PER1A可能位于bZIP23的下游，并在同一途径中发挥调节种子活力的生物学作用。此外，生理数据表明，bZIP23和PER1A在清除体内活性氧方面起着重要作用。

本研究揭示了活性氧清除途径提高水稻种子活力的新机制，为进一步改良作物相关农艺性状提供了有用的靶标。

这项研究成果最近在线发表在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》 (PNAS)上。该研究得到了中科院A类战略先导科技项目、国家重点研发计划、国家自然科学基金和中科院青年促进会的支持。(100yiyao.com)

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