ABI5调控小麦种子休眠调控机制取得新进展

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

种子休眠是植物中一个重要的适应性性状，确保种子在适合的时间萌发。休眠特性对农业生产也具有重要的意义，种子休眠性较差的作物品种很容易在高湿高温环境下产生穗发芽。随着全球气候变暖和极端天气频繁发生，穗发芽灾害更加普遍发生。已有研究表明，植物激素ABA信号通路对于种子休眠的建立和维持至关重要。作为ABA信号通路的关键组分，ABI5在植株种子休眠性调控方面发挥关键作用。因此，深入研究ABI5的调控网络对理解种子休眠和提高作物穗发芽非常重要。

JIPB近日在线发表了中国农科院作科所题为“The GATA transcription factor TaGATA1 recruits demethylase TaELF6-A1 and enhances seed dormancy in wheat by directly regulating TaABI5”（https://doi.org‍/10.11‍11‍/ji‍pb.‍13437）的研究论文。该研究发现小麦GATA类型转录因子TaGATA1通过直接调控TaABI5的表达增强小麦种子休眠能力，进而提高穗发芽抗性。

TaGATA1过表达增强种子休眠和穗发芽抗性

张增艳研究组前期研究发现TaGATA1通过直接激活病程相关蛋白的表达增强了小麦对纹枯病的抗性（Liu et al., 2020）。在研究过程中，我们观察到新收获的转基因小麦种子的萌发能力弱于受体小麦，这一现象提示我们TaGATA1可能在小麦种子休眠中发挥作用。在本研究中，我们发现TaGATA1转基因过表达小麦具有显著增强的种子休眠能力和穗发芽抗性。通过一系列生化和分子生物学实验表明，TaGATA1直接结合TaABI5启动子的GATA元件，诱导TaABI5表达。进一步研究发现，TaGATA1与编码去甲基化酶的蛋白TaELF6-A互作，在小麦原生质体中瞬时过表达TaELF6-A显著降低TaABI5启动子上H3K27me3的水平并提高TaABI5的表达水平。综上，本研究鉴定了一个新的TaABI5表达调控因子TaGATA1，并阐明其作用机制。同时TaGATA1可以作为作物穗发芽抗性改良的的潜在基因资源加以应用。

该研究得到了国家自然科学基金的资助。魏学宁副研究员为该论文第一作者和通讯作者，主要从事小麦抗土传病害的功能基因组学研究工作。张增艳研究员为共同通讯作者。硕士生李雨嫣、博士生刘鑫、祝秀亮副研究员、叶兴国研究员、江苏农科院周淼平研究员等参与了本研究。

转自：“iPlants”微信公众号

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