植物所揭示活性氧清除途徑改善種子活力的新機制

水稻是全世界一半以上人口的主糧。種子活力是一個重要的農藝性狀，通常是指種子萌發以及在貯藏中保持這種活力的能力，對于種子質量和與種質資源保存具有重要意義。目前，人們對作物種子活力的調控機制和分子網絡知之甚少。

中國科學院植物研究所宋獻軍研究組在前期工作中，篩選到兩個種子活力差異巨大的水稻品種：低活力的“吉粳88”和高活力的“Kasalath”?？蒲腥藛T利用高通量轉錄組學和廣靶代謝組學技術，分別分析并比較這些品種種子老化過程中的轉錄組和代謝組的改變，并通過構建共表達調控網絡，篩選到包括bZIP23和bZIP42在內的轉錄因子可能作為重要的調控節點。轉基因水稻實驗數據顯示，bZIP23和bZIP42正向調控種子活力。與此同時，研究還鑒定到一個編碼過氧化物酶的遺傳因子PER1A，該因子編碼蛋白能夠通過清除種子內的活性氧正向調控種子活力。研究發現，bZIP23和bZIP42能夠直接結合到PER1A的啟動子區，并激活其轉錄表達；遺傳學證據表明，PER1A很可能位于bZIP23的下游，在同一遺傳通路中發揮調控種子活力的生物學功能。此外，生理學數據表明，bZIP23和PER1A在清除體內的活性氧過程中發揮重要的作用。

該研究揭示了活性氧清除途徑改善水稻種子活力的新機制，為進一步改良作物相關農藝性狀提供了有用的靶標。

該研究成果近日在線發表于國際學術期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）。

(來源：植物研究所)