近日，中國(guó)水稻研究所種子發(fā)育團(tuán)隊(duì)研究首次揭示了SAPK10-bZIP72-AOC通路介導(dǎo)植物激素脫落酸和茉莉酸協(xié)同抑制水稻種子萌發(fā)的分子機(jī)制。該研究為改良水稻穗發(fā)芽抗性提供了重要的理論依據(jù)，對(duì)于其他禾本科作物調(diào)節(jié)種子適宜的休眠程度也具有重要的指導(dǎo)意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《新植物學(xué)家（New Phytologist）》上。
據(jù)張健研究員介紹，我國(guó)南方高溫多雨容易造成穗提早發(fā)芽的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，深入解析種子萌發(fā)的遺傳特性和分子機(jī)制，對(duì)于提高水稻的穗發(fā)芽抗性具有重要的意義。種子的萌發(fā)受到外界生長(zhǎng)環(huán)境和內(nèi)源激素的精細(xì)調(diào)節(jié)，其中激素對(duì)種子萌發(fā)的調(diào)控機(jī)制一直是種子生物學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。前人的研究主要集中在以赤霉素拮抗為中心的調(diào)控通路。近年來(lái)大量的研究表明茉莉酸也是重要的種子萌發(fā)調(diào)控激素，但茉莉酸是否與主要調(diào)控激素脫落酸存在互作，以及具體的分子調(diào)控機(jī)制至今未知。
該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)脫落酸信號(hào)途徑關(guān)鍵因子SnRK2類(lèi)激酶SAPK10磷酸化修飾自身的第177位絲氨酸并增強(qiáng)其活性，進(jìn)而磷酸化修飾下游的bZIP轉(zhuǎn)錄因子家族成員bZIP72的第71位絲氨酸。進(jìn)一步研究表明，磷酸化修飾增強(qiáng)了bZIP72結(jié)合茉莉酸合成途徑關(guān)鍵基因AOC的能力，并促進(jìn)后者的轉(zhuǎn)錄，從而提高體內(nèi)的茉莉酸水平并抑制種子萌發(fā)。另一方面，外施茉莉酸合成抑制劑可緩解脫落酸對(duì)種子萌發(fā)的抑制，暗示著脫落酸對(duì)種子萌發(fā)的抑制效應(yīng)部分依賴(lài)于茉莉酸的合成。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等資助。
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