林金星教授团队在杉木种子休眠分子机制研究取得新进展

[发布日期:2017-08-16 点击数: ]

种子休眠不仅仅是植物应对不利环境的一种适应对策,而且可以阻止作物的成熟种子在收获前萌发,从而有效避免减产。另一方面,打破种子休眠则可以促进种子萌发,从而在作物种植和林业育苗中实现整齐出苗。因此,了解种子的休眠特性及其调控机制在农林业生产实践中具有极其重要的意义。

林金星教授团队在前期工作的基础上,以我国重要经济林树种杉木为研究对象,综合使用透射电子显微技术、转录组测序、降解组测序和高效液相色谱–质谱等技术,深入研究了木本植物种子休眠释放和诱导过程中发生的细胞学、基因表达和激素水平等方面的变化,系统地阐释了杉木种子的休眠循环过程及其调控机制。通过与其他植物种子进行广泛比较,该研究发现在休眠释放过程中,杉木种子不仅具有其他生理休眠种子类似的细胞学变化,而且在基因表达和激素水平及敏感性等方面存在明显的独特性。比如,mRNA降解(mRNA degradation)特异地在原生休眠释放过程中通过改变重要基因的表达水平而起到调控休眠程度的作用,而在次生休眠诱导过程中只是起着mRNA体内自平衡(mRNA homeostasis)的作用。此外,杉木种子在原生休眠释放和次生休眠的诱导过程中可能采用不同的方式调节休眠程度,前者主要通过微调赤霉素敏感性,而后者主要改变脱落酸合成能力而实现。该研究表明木本植物种子生理休眠的调控机制具有不同于草本植物的独特之处,为合理地人为控制种子休眠状态提供了新的思路。

本成果已于10月19日在国际著名植物学期刊Plant Physiology正式发表(2016, Vol. 172, doi/10.1104/pp.16.00384), IF="6.280" 。林金星教授为该文的通讯作者,该团队的博士后曹德昌为该论文的第一作者,博士后许会敏为该论文的共同第一作者。该论文得到了高等学科创新引智计划、教育部创新团队和自然科学基金委的支持。