草学团队在牧草种子硬实方面取得重要进展

    2021-07-31 22:09:41 作者:动物科技学院草业学院 来源:草业学院          浏览数:0

  近日,青岛农业大学草学团队在Plant Physiology(IF 8.34)发表了题为 “A seed coat specific β-ketoacyl-CoA synthase, KCS12, is critical for preserving seed physical dormancy” 的研究论文,揭示了牧草种子硬实形成的新机制。柴茂峰教授为论文第一作者,草业学院王增裕院长为通讯作者,青岛农业大学为第一通讯单位。同期Plant Physiology 针对该研究成果配发了评论文章“Why so stubborn? MtKNOX4-regulated MtKCS12 manifests hardseededness "。该期刊一般针对特别新颖和有影响力的研究成果同期发表评论文章,通过深入浅出的介绍和剖析引发读者关注。

  种子硬实是种子植物的一种物理性休眠方式,在豆科植物中普遍存在。在作物驯化过程中,种子硬实度通常作为一个重要的指标性状。因此解析种子硬实形成的分子调控机制是该领域重要的科学问题。该团队利用截形苜蓿突变体为材料开辟了牧草种子物理休眠分子机制的研究方向。这一研究在作者前期关于KNOX4在物理休眠作用(PNAS, 2016, 113:6997-7002)的基础上,鉴定得到了一个种皮特异表达的β-酮脂酰-CoA合成酶KCS12,该基因的突变导致了截形苜蓿种子物理休眠习性的丧失。脂肪酸单体化学分析表明,突变体种子中C24:0脂质聚酯单体的含量显著降低,证明了KCS12是控制种皮中超长链脂肪酸合成的关键酶。该研究揭示了KNOX4-KCS12控制种子物理休眠形成的分子机制,为牧草种子硬实的遗传改良提供了理论依据。

  配发的评论文章对该研究进行了介绍并指出,该论文对种皮组成完整性与物理休眠相关联的分子与遗传调控网络提供了新的见解;作者提出的KNOX4-KCS12 模块决定了种皮中超长链脂肪酸的生物合成,对种子的物理休眠至关重要,这一发现拓展了人们对种皮组成的理解认知。

  KNOX4-KCS12控制苜蓿种子物理休眠形成的分子机制模型图

  论文链接:

  https://doi.org/10.1093/plphys/kiab152

  评论文章链接:

  https://doi.org/10.1093/plphys/kiab214

编辑:尹绪铮

责任编辑:盛钰斐