近日，華中農(nóng)業(yè)大學園藝植物生物學教育部重點實驗室番茄團隊在Journal of Experimental Botany上發(fā)表題為“MAPK11 regulates seed germination and ABA signaling in tomato by phosphorylating SnRKs”的研究論文，該研究鑒定了番茄種子萌發(fā)基因MAPK11，揭示了該基因控制番茄種子萌發(fā)的分子機理，為種子萌發(fā)研究提供了新的視角。
種子是生命的起始，對植物的生命進程具有重要的作用。種子通過感知外界的環(huán)境變化打破休眠，從而開始生命的進程，幫助植物躲避不利的環(huán)境條件。植物激素能調(diào)控種子的休眠和萌發(fā)，脫落酸（ABA）促進種子的休眠，而赤霉素（GA）能刺激種子的萌發(fā)。研究種子的萌發(fā)及其對激素的響應(yīng)具有重要的意義。
本研究克隆鑒定了番茄種子萌發(fā)基因MAPK11，發(fā)現(xiàn)該基因正調(diào)控ABA合成關(guān)鍵基因NCED1的轉(zhuǎn)錄，促進ABA的合成，從而負調(diào)控種子的萌發(fā)。同時，研究發(fā)現(xiàn)MAPK11超表達轉(zhuǎn)基因系的種子萌發(fā)對ABA高敏感，磷酸化蛋白組學分析發(fā)現(xiàn)MAPK11能影響SnRK2.2的磷酸化，從而調(diào)控ABA信號通路，影響番茄的種子萌發(fā)。
此外，研究發(fā)現(xiàn)，MAPK11能和SnRK1蛋白互作，并磷酸化SnRK1的Ser-29。轉(zhuǎn)基因功能驗證結(jié)果表明SnRK1正調(diào)控番茄的種子萌發(fā)。進一步研究表明SnRK1和ABI5蛋白互作，負調(diào)控ABI5的轉(zhuǎn)錄，從而參與ABA信號通路，調(diào)控番茄的種子萌發(fā)。本研究揭示了MAPK11在種子萌發(fā)中起著重要作用，為種子萌發(fā)的調(diào)控和作物遺傳改良提供了理論支持。
華中農(nóng)業(yè)大學園藝林學學院博士后宋建文為論文第一作者，葉志彪教授和張俊紅教授為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)體系等項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/jxb/eraa564
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