水稻是全世界一半以上人口的主糧。種子活力是一個(gè)重要的農(nóng)藝性狀，通常是指種子萌發(fā)以及在貯藏中保持這種活力的能力，對(duì)于種子質(zhì)量和與種質(zhì)資源保存具有重要意義。目前，人們對(duì)作物種子活力的調(diào)控機(jī)制和分子網(wǎng)絡(luò)知之甚少。

中國(guó)科學(xué)院植物研究所宋獻(xiàn)軍研究組在前期工作中，篩選到兩個(gè)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(zhuǎn)錄組學(xué)和廣靶代謝組學(xué)技術(shù)，分別分析并比較這些品種種子老化過(guò)程中的轉(zhuǎn)錄組和代謝組的改變，并通過(guò)構(gòu)建共表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，篩選到包括bZIP23和bZIP42在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子可能作為重要的調(diào)控節(jié)點(diǎn)。轉(zhuǎn)基因水稻實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，bZIP23和bZIP42正向調(diào)控種子活力。與此同時(shí)，研究還鑒定到一個(gè)編碼過(guò)氧化物酶的遺傳因子PER1A，該因子編碼蛋白能夠通過(guò)清除種子內(nèi)的活性氧正向調(diào)控種子活力。研究發(fā)現(xiàn)，bZIP23和bZIP42能夠直接結(jié)合到PER1A的啟動(dòng)子區(qū)，并激活其轉(zhuǎn)錄表達(dá)；遺傳學(xué)證據(jù)表明，PER1A很可能位于bZIP23的下游，在同一遺傳通路中發(fā)揮調(diào)控種子活力的生物學(xué)功能。此外，生理學(xué)數(shù)據(jù)表明，bZIP23和PER1A在清除體內(nèi)的活性氧過(guò)程中發(fā)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(jī)制，為進(jìn)一步改良作物相關(guān)農(nóng)藝性狀提供了有用的靶標(biāo)。

該研究成果近日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。

(來(lái)源：植物研究所)