Plant Physiol | 重庆大学黄俊丽教授课题组揭示水稻OsNF-YC5整合ABA-JA调控种子萌发的分子机制

种子休眠/萌发的调控对幼苗的建立和作物生产具有重要意义。核因子Y（Nuclear Factor-Y，NF-Y）转录因子调节植物生长发育以及胁迫响应；然而，它们在种子萌发中的作用很大程度上仍然未知。

2023年9月14日，Plant Physiology在线发表了重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室黄俊丽教授团队题为“OsNUCLEAR FACTOR-YC5 modulates rice seed germination by regulating synergistic hormone signaling”的研究论文，该研究发现OsNF-YC5能够整合ABA和JA信号以调控水稻种子萌发，揭示了ABA-JA协同作用的分子网络，为种子休眠的遗传和分子机制提供了新见解，也为提高种子质量的水稻育种计划提供了分子基础。

NF-Y基因OsNF-YC5的敲除和过表达分别增加和降低了水稻种子的萌发。ABA诱导的种子萌发抑制试验表明，osnf-yc5突变体对外源ABA的敏感性较低，而OsNF-YC5过表达株系则较野生型更为敏感。同时，MeJA处理显著提高了OsNF-YC5过表达株系在种子萌发过程中的ABA敏感性。

机制研究表明，OSMOTIC STRESS/ABA-ACTIVATED PROTEIN KINASE 9（SAPK9）与OsNF-YC5的互作通过蛋白磷酸化增强了OsNF-YC5的稳定性，而JASMONATE ZIM-domain protein 9（OsJAZ9）与OsNF-YC5之间的互作抑制了OsNF-YC5的转录活性并促进其降解。此外，OsNF-YC5能够转录激活ABA分解代谢基因OsABA8ox3，降低萌发种子中的ABA水平。然而，OsNF-YC5对OsABA8ox3的转录调控受OsJAZ9抑制。值得注意的是，OsNF-YC5在盐度条件下可提高种子的萌发率。进一步研究表明，OsNF-YC5激活了高亲和K+转运蛋白基因OsHAK21的表达，并且添加SAPK9能够增加OsNF-YC5对OsHAK22的转录调节，从而显著降低ROS水平，以增强盐胁迫下的种子萌发。

图1. OsNF-YC5通过正向调节ABA响应抑制种子萌发

图2. OsNF-YC5在正常条件或盐度胁迫下调节种子萌发的工作模型

该研究得到了国家自然科学基金，重庆市技术创新与应用发展专项，重庆市自然科学基金、重庆市科学技术局，以及中央高校基本科研业务费专项资金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad499

转自：“植物生物学研究”微信公众号

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