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首個植物種子調控油脂降解的轉錄因子被發現

   日期:2020-04-27     來源:中國科學報    瀏覽:815    
 
  近日,《分子植物》(Molecular Plant)在線報道了植物中發現的第一個調控油脂降解的轉錄因子AHL4,以及磷脂酸(PA)通過與AHL4互作調控種子萌發和苗期建成過程中油脂降解的作用機制,為作物油脂遺傳改良提供了新的理論支持。
 
  高等植物在種子萌發和苗期建成時期的主要能量來源于種子儲存的能量物質。油脂,尤其是三酰甘油(TAG),是雙子葉植物種子中儲存能量的主要物質。在種子萌發過程中,TAG在三酰甘油脂酶的作用下降解,經過一系列反應產生葡萄糖供種子萌發和苗期建成。然而此前科學家對這一關鍵過程中油脂降解的調控知之甚少。
 
  論文第一作者、華中農業大學蔡光勤介紹,AHL轉錄因子家族在擬南芥中一共有29個成員,其功能涉及植物生長發育、生物和非生物逆境脅迫等多個調控途徑。
 
  該研究發現,擬南芥AHL4突變體種子萌發速率、萌發后主根長、種子萌發及苗期建成過程中TAG降解速率等都明顯大于野生型。而AHL4過表達株系在缺糖培養基上的種子萌發速率顯著變慢,萌發后主根幾乎不伸長,TAG降解速率顯著減慢,但添加蔗糖后主根生長能在后期恢復至野生型表型。
 
  上述研究表明,AHL4參與調控種子萌發及苗期建成時期TAG的降解,并且這一時期的磷脂酸含量在AHL4突變體中比野生型高,而過表達株系比野生型低。
 
  研究者提出了AHL4的工作模型:AHL4通過特異結合在啟動子區域富含AT堿基motif的三酰甘油脂酶及β-氧化相關基因的啟動子上,抑制這些基因的表達,進而通過調控TAG降解速率來影響種子萌發及苗期建成。而磷脂酸通過與AHL4特異結合,抑制AHL4與DNA的結合。AHL4與磷脂酸互作共同調控植物體內TAG的降解。
 
  相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.04.007
 
 
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