定安储罐保温工程 植物科学前沿：中国水稻研究所张健研究组揭示ABA与JA协同调控水稻种子萌发的新机制

近日，New Phytologist在线发表了中国水稻研究所张健研究组题为"Abscisic acid promotes jasmonic acid biosynthesis via a ‘SAPK10-bZIP72-AOC’ pathway to synergistically inhibit seed germination in rice (Oryza sativa)"的研究论文。该研究次揭示了植物激素脱落酸（ABA）经由SAPK10-bZIP72-AOC通路介导茉莉酸（JA）成，并协同抑制水稻种子萌发的分子机制。

水稻种子的萌发与稻米品质和穗发芽抗直接相关。我国南方高温多雨容易造成穗提早发芽的现象, 终导致产量和品质的下降。深入解析种子萌发的遗传特和分子机制，对于提高水稻的穗发芽抗具有重要的意义。种子的萌发受到外界生长环境和内源激素的精细调节，其中激素对种子萌发的调控机制一直是种子生物学研究的热点问题。前人的研究主要集中在以ABA-GA（赤霉素）拮抗为中心的调控通路。近年来大量的研究表明JA也是重要的种子萌发调控激素，但JA是否与主要调控激素ABA存在互作，以及具体的分子调控机制至今未知。

该研究发现，ABA信号传导核心成员SnRK2类激酶SAPK10磷酸化修饰自身的Ser177位点，过表达SAPK10种子萌发延迟，对ABA超敏，而过表达SAPK10模拟去磷酸化形式（SAPK10Ser177Ala）的种子萌发对ABA敏感下降。进一步研究发现，SAPK10可与bZIP转录因子家族成员bZIP72结，并磷酸化修饰bZIP72的Ser71位点并增强后者的蛋白稳定。过表达bZIP72表现出和过表达SAPK10相似的表型，而过表达bZIP72模拟去磷酸化形式（bZIP72Ser71Ala）同样抑制了bZIP72对ABA的敏感。bzip72/trab1双敲除突变体种子萌发提早，对ABA敏感下降。有意思的是，磷酸化修饰增强了bZIP72结JA成途径关键基因AOC启动子的能力，并促进后者的转录，从而提高体内的JA水平并抑制种子萌发。另一方面，外施JA成抑制剂可缓解ABA对种子萌的抑制，暗示着ABA对种子萌发的抑制应部分依赖于JA的成。因此，该研究揭示了ABA通过促进JA的成进而协同抑制水稻种子萌发的新途径，为改良作物穗发芽抗提供了重要理论依据。

该研究得到国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程和国家高产转基因项的资助。中国水稻研究所王以锋博士和侯雨萱研究员为文章的共同第一作者，张健研究员为通讯作者。Moritoshi Iino教授和杨东雷教授为研究提供了重要的遗传材料，设备保温施工赵红玉博士协助完成了亚细胞定位实验，向勇研究员、侯兴亮研究员、王磊研究员、汤文强教授、胡红红教授以及Abolore Adijat Ajadi博士为文章的发表提供了宝贵的建议。

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文章链接：

https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.16774

Prof. Jian Zhang：

http://www.escience.cn/people/cnrriseeddev/index.html

来源：植物科学前沿