蓮子是我國(guó)一種傳統(tǒng)的滋補(bǔ)、食藥兩用的佳品，具有健脾養(yǎng)胃，降血壓、調(diào)節(jié)血糖和凝神靜氣等功效。蓮子是蓮的種子，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，近年來子蓮產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在促進(jìn)農(nóng)民增收方面發(fā)揮著重要的作用。近日，武漢植物園蓮種質(zhì)資源與遺傳育種學(xué)科組聯(lián)合武漢生物工程學(xué)院在International Journal of Biological Macromolecules期刊在線發(fā)表了題為“Genome-wide study and functional characterization elucidates the potential association of late embryogenesis abundant （LEA） genes with lotus seed development”研究論文，通過對(duì)蓮中LEA蛋白進(jìn)行系統(tǒng)分析，揭示了其參與調(diào)控蓮子發(fā)育過程的潛在功能。

 

　　晚期胚胎發(fā)育豐富蛋白（Late embryogenesis abundant protein，LEA）是一類逆境脅迫響應(yīng)蛋白，能夠參與保護(hù)大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)植物對(duì)非生物脅迫的耐受性。研究者在蓮屬（亞洲蓮和美洲黃蓮）中共鑒定到57個(gè)LEA蛋白，并對(duì)其理化特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析。鑒于LEA蛋白結(jié)構(gòu)高度無序性，及其在行使功能期間構(gòu)象的變化，研究者對(duì)所有蛋白的無序性以及二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并對(duì)不同亞組的保守結(jié)構(gòu)域中的潛在α-螺旋進(jìn)行了重現(xiàn)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，在亞洲蓮LEA基因啟動(dòng)子區(qū)域鑒定到大量參與到了植物發(fā)育以及逆境響應(yīng)過程的順式作用元件，同時(shí)結(jié)合本研究組前期發(fā)表的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，研究者推測(cè)NnLEA基因可能參與調(diào)控蓮子發(fā)育過程。qRT-PCR結(jié)果表明，NnLEA基因隨子葉和蓮子心發(fā)育顯著上調(diào)表達(dá)，特別是在蓮子脫水成熟階段優(yōu)勢(shì)表達(dá)。因此研究者認(rèn)為NnLEA基因在蓮子心的發(fā)育及種子干燥脫水過程中發(fā)揮了重要作用。

 

　　種子成熟后脫水對(duì)于種子的攜帶，運(yùn)輸和長(zhǎng)時(shí)期儲(chǔ)存具有重要作用。本研究揭示了LEA蛋白在蓮子發(fā)育和干燥脫水過程中的潛在功能，為后期揭示LEA蛋白調(diào)控蓮子脫水和長(zhǎng)壽機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。

 

　　武漢生物工程學(xué)院陳林博士和中國(guó)科學(xué)院武漢植物園在讀碩士生辛佳為論文的共同第一作者，中科院武漢植物園楊美研究員、孫恒助理研究員為該論文的通訊作者。本研究得到了中國(guó)科學(xué)院生物資源計(jì)劃（KFJ-BRP-007-009）和國(guó)家自然科學(xué)基金（31872136）的資助。

 

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