植物激素调控OsBLR1基因促进水稻萌发的机制分析
2022-01-21常彦鹏耿梓宸王坤李梦琪张博赵文丽
常彦鹏,耿梓宸,王坤,李梦琪,张博,赵文丽
(1.河南农业大学植物保护学院,河南 郑州 450002;2.中国农业大学生物学院,北京 100089;3.南京农业大学农学院,江苏 南京 210000)
植物生长发育过程主要包括幼苗期、分蘖期、抽穗期和结实期4个时期。幼苗期的种子萌发是水稻生长阶段的起始,种子休眠是种子在合适的生长环境下依然不能萌发的现象[1-4]。影响种子休眠与萌发的因素很多,分为外在因素和内在因素。外在因素包括外界环境光照、温度、湿度等[5-7];内在因素主要是种子成熟度、α-淀粉酶活性、内源植物激素的含量及比例等[8-9]。植物激素是影响种子休眠和萌发的重要因素之一,多种激素共同调控种子休眠和萌发过程。研究表明,在种子休眠和萌发过程中起主要作用的激素是脱落酸ABA和赤霉素GA[10-11]。ABA诱导种子休眠,抑制种子萌发。GA与ABA的作用相反[12-13]。GA在解除种子休眠和促进种子萌发中起着重要作用,GA的合成是打破种子休眠状态的必要条件之一[14]。
bHLH (basic helix-loop-helix) 转录因子家族是真核生物中最大的转录因子家族之一,具有重要的功能,因其保守的bHLH结构域而得名[15]。研究表明,bHLH转录因子参与信号转导、生长发育、逆境胁迫及合成代谢等生物过程的调控[16]。拟南芥中,PIF (bHLH转录因子) 作为光信号负调控因子参与phyA/phyB下游基因的表达调控,最终抑制种子萌发[17-18]。红光和远红光信号通过蛋白酶体降解PIF3-1ike 5 (PIL5,bHLH转录因子) 促进种子萌发[19]。拟南芥中bHLH转录因子SPATULA是种子萌发的光稳定阻遏物[20]。在前期研究中发现,水稻中一个典型的bHLH转录因子OsBLR1(Os02g0705500),参与BR信号转导途径,OsBLR1-OE株系表型为叶夹角增大且籽粒变长,对外源BR更为敏感[21]。……
