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水稻所在水稻種子發(fā)芽機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展
近日，廣東省農(nóng)科院水稻所在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Rice（中科院一區(qū)，IF= 5.5）發(fā)表題為“MKK3 Cascade Regulates Seed Dormancy Through a Negative Feedback Loop Modulating ABA Signal in Rice” 的研究論文。水稻所毛興學(xué)研究員為論文的第一作者，李晨研究員、劉清副研究員為通訊作者。
穗發(fā)芽（穗萌，胎萌）是種子收獲前在母體植株上發(fā)芽的現(xiàn)象。我國(guó)水稻生產(chǎn)每年因穗發(fā)芽造成的損失率達(dá)5%以上。隨著全球變暖和氣候異常現(xiàn)象增加，穗發(fā)芽危害日趨嚴(yán)重。改善穗發(fā)芽抗性是水稻育種的重要目標(biāo)之一。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)OsMKKK62過(guò)表達(dá)導(dǎo)致水稻嚴(yán)重穗發(fā)芽，提出MKK 3級(jí)聯(lián)（OsMKKK62-OsMKK3-OsMPK7/14）正向調(diào)控種子萌發(fā)。本論文通過(guò)OsMKK3過(guò)表達(dá)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了MKK 3級(jí)聯(lián)對(duì)發(fā)芽具有強(qiáng)烈促進(jìn)作用，進(jìn)一步驗(yàn)證了前面的推測(cè)。根據(jù)響應(yīng)基因 OsMFT2的表達(dá)，推測(cè)MKK3級(jí)聯(lián)可能參與了ABA信號(hào)。研究通過(guò)蛋白互作實(shí)驗(yàn)證實(shí)OsMPK7與多個(gè)ABA 信號(hào)核心成員互作。
基于以上結(jié)果，MKK3級(jí)聯(lián)可能也在ABA信號(hào)清除系統(tǒng)中發(fā)揮作用。該研究提出了MKK3級(jí)聯(lián)通過(guò)與ABA核心信號(hào)元件互作負(fù)反饋調(diào)控ABA信號(hào)影響種子發(fā)芽。由于該級(jí)聯(lián)成員在水稻其它組織有豐富表達(dá)，因此MKK3級(jí)聯(lián)可能是ABA信號(hào)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)植物ABA信號(hào)研究有參考意義。
本論文得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)學(xué)科團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目、2022年省級(jí)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略專(zhuān)項(xiàng)資金、廣東省學(xué)科類(lèi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目聯(lián)合資助。
論文鏈接：https://thericejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s12284-023-00679-4
圖1 過(guò)表達(dá)OsMKK3導(dǎo)致嚴(yán)重穗發(fā)芽
圖2 OsMPK7 與部分ABA核心信號(hào)元件互作
