種子休眠不僅僅是植物應(yīng)對不利環(huán)境的一種適應(yīng)對策，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種子萌發(fā)，從而在作物種植和林業(yè)育苗中實現(xiàn)整齊出苗。因此，了解種子的休眠特性及其調(diào)控機制在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)實踐中具有極其重要的意義。
林金星教授團隊在前期工作的基礎(chǔ)上，以我國重要經(jīng)濟林樹種杉木為研究對象，綜合使用透射電子顯微技術(shù)、轉(zhuǎn)錄組測序、降解組測序和高效液相色譜–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)過程中發(fā)生的細胞學(xué)、基因表達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)過程及其調(diào)控機制。通過與其他植物種子進行廣泛比較，該研究發(fā)現(xiàn)在休眠釋放過程中，杉木種子不僅具有其他生理休眠種子類似的細胞學(xué)變化，而且在基因表達和激素水平及敏感性等方面存在明顯的獨特性。比如，mRNA降解(mRNA degradation)特異地在原生休眠釋放過程中通過改變重要基因的表達水平而起到調(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現(xiàn)。該研究表明木本植物種子生理休眠的調(diào)控機制具有不同于草本植物的獨特之處，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，該團隊的博士后曹德昌為該論文的第一作者，博士后許會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)新引智計劃、教育部創(chuàng)新團隊和自然科學(xué)基金委的支持。
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