種子萌發是高等植物生命周期的又一個開始,其受到多種環境因子和植物激素的影響。其中最重要因素是赤黴素(Gibberellins,GAs)。當植物種子吸水後,胚開始合成GAs並釋放到糊粉層細胞。糊粉層細胞接受到GAs信號後開始合成水解酶(如α-澱粉酶)並分泌到胚乳中水解澱粉為小分子糖,為種子萌發與幼苗生長提供能量。
水稻抗病調控蛋白OsLOL1在水稻抗病中起到重要作用,但中國科學院微生物研究所植物基因組學國家重點實驗室吳家和博士研究發現,OsLOL1同時也能夠調控GAs生物合成繼而影響水稻種子萌發。當水稻中OsLOL1基因被反義抑製後,GAs合成基因OsKO2表達下降造成其中間產物ent-kaurene大量積累。酵母雙雜交和熒光互補實驗結果顯示,OsLOL1能與堿性亮氨酸拉鏈蛋白OsbZIP58互作。電泳遷移率與雙熒光報告分析顯示,OsbZIP58能結合OSKO2基因啟動子中G-box順式元件並啟動Luc報告基因表達。此外,OsLOL1能下調SOD1基因表達並加速水稻糊粉層細胞凋亡。研究結果證明,OsLOL1與OsbZIP58互作促進OsKO2基因表達來調控GAs的生物合成,從而影響糊粉層細胞的凋亡和種子萌發。
該項研究成果已經發表於植物科學領域權威期刊The plant Journal。吳家和為第一作者。此項研究得到國家自然科學基金(no. 30571055)和國家科技部的資助(no. 2012CB722206)。
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