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张天真教授团队揭示线粒体依赖温度调控种子萌发的分子机制

编辑:傅炜琳 来源:农业与生物技术学院办公网 时间:2019年02月22日 访问次数:1305  源地址

GhHSP24.7通过感知温度调控种子萌发的分子机制模式图


种子如何感受环境中温暖条件的变化?2019215日,由农学院张天真团队等完成的研究论文在PNAS在线发表,一个小分子热激蛋白(small heat shock proteinHSP24.7直接感应温度的变化,调控种子的萌发,部分回答了这一问题。HSP24.7的功能研究揭开了植物温度感受分子调控的一角,在作物种子生产、保存和育种中都具有重要的应用意义,尤其是对新疆(生产全国70%以上的棉花产量)低温、干旱、盐碱地的棉花播种出苗有实际指导作用。

研究发现,当抑制棉花HSP24.7表达的时候,种子的萌发速度减缓,即使是在相对高温的条件下,也是萌发缓慢,仿佛种子一直处于低温环境。相反,HSP24.7的活跃表达可以让棉花种子迅速萌发,在相对低温的条件下也可以迅速完成,仿佛一直处于温暖条件。经检验,这组实验中,种子萌发速度的差异并不是胚的活力差异造成的,而是胚乳膜的强度(膜穿刺力,puncture force)差异,也就是说HSP24.7通过对温度的感受,改变了束缚种子萌发的物理力量。

研究人员在拟南芥和番茄中分别对HSP24.7的同源基因进行了过量表达和抑制表达的转基因分析,转基因植物中均不同程度的出现了与转基因棉花中相类似的结果,也就是HSP24.7同源基因的活跃表达可以加速拟南芥和番茄种子萌发,这说明HSP24.7对于种子萌发过程的调控作用在双子叶植物中是普遍适用的。

该论文由浙江大学作物科学研究所张天真教授团队和胡晋教授、祝水金教授、阮勇凌讲座教授和中科院上海植物生理生态研究所陈晓亚院士合作完成。马卫博士后和关雪莹教授为共同第一作者,张天真教授为责任作者,研究得到了国家自然科学基金(U1503284)等项目的支持。

(供稿:农学院作物所)


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