種子休眠不僅僅是植物應(yīng)對(duì)不利環(huán)境的一種適應(yīng)對(duì)策，而且可以阻止作物的成熟種子在收獲前萌發(fā)，從而有效避免減產(chǎn)。另一方面，打破種子休眠則可以促進(jìn)種子萌發(fā)，從而在作物種植和林業(yè)育苗中實(shí)現(xiàn)整齊出苗。因此，了解種子的休眠特性及其調(diào)控機(jī)制在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中具有極其重要的意義。
林金星教授團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上，以我國(guó)重要經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種杉木為研究對(duì)象，綜合使用透射電子顯微技術(shù)、轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、降解組測(cè)序和高效液相色譜–質(zhì)譜等技術(shù)，深入研究了木本植物種子休眠釋放和誘導(dǎo)過(guò)程中發(fā)生的細(xì)胞學(xué)、基因表達(dá)和激素水平等方面的變化，系統(tǒng)地闡釋了杉木種子的休眠循環(huán)過(guò)程及其調(diào)控機(jī)制。通過(guò)與其他植物種子進(jìn)行廣泛比較，該研究發(fā)現(xiàn)在休眠釋放過(guò)程中，杉木種子不僅具有其他生理休眠種子類似的細(xì)胞學(xué)變化，而且在基因表達(dá)和激素水平及敏感性等方面存在明顯的獨(dú)特性。比如，mRNA降解(mRNA degradation)特異地在原生休眠釋放過(guò)程中通過(guò)改變重要基因的表達(dá)水平而起到調(diào)控休眠程度的作用，而在次生休眠誘導(dǎo)過(guò)程中只是起著mRNA體內(nèi)自平衡(mRNA homeostasis)的作用。此外，杉木種子在原生休眠釋放和次生休眠的誘導(dǎo)過(guò)程中可能采用不同的方式調(diào)節(jié)休眠程度，前者主要通過(guò)微調(diào)赤霉素敏感性，而后者主要改變脫落酸合成能力而實(shí)現(xiàn)。該研究表明木本植物種子生理休眠的調(diào)控機(jī)制具有不同于草本植物的獨(dú)特之處，為合理地人為控制種子休眠狀態(tài)提供了新的思路。
本成果已于10月19日在國(guó)際著名植物學(xué)期刊Plant Physiology正式發(fā)表(2016, Vol. 172, doi/10.1104/pp.16.00384)， IF="6.280" 。林金星教授為該文的通訊作者，該團(tuán)隊(duì)的博士后曹德昌為該論文的第一作者，博士后許會(huì)敏為該論文的共同第一作者。該論文得到了高等學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和自然科學(xué)基金委的支持。
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