首個(gè)植物種子調(diào)控油脂降解的轉(zhuǎn)錄因子被發(fā)現(xiàn)

近日，《分子植物》（Molecular Plant）在線報(bào)道了植物中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)調(diào)控油脂降解的轉(zhuǎn)錄因子AHL4，以及磷脂酸（PA）通過(guò)與AHL4 互作調(diào)控種子萌發(fā)和苗期建成過(guò)程中油脂降解的作用機(jī)制，為作物油脂遺傳改良提供了新的理論支持。

高等植物在種子萌發(fā)和苗期建成時(shí)期的主要能量來(lái)源于種子儲(chǔ)存的能量物質(zhì)。油脂，尤其是三酰甘油（TAG）為雙子葉植物種子中儲(chǔ)存能量的主要物質(zhì)。在種子萌發(fā)過(guò)程中，TAG 在三酰甘油脂酶的作用下降解，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)產(chǎn)生葡萄糖供種子萌發(fā)和苗期建成。然而此前科學(xué)家對(duì)這一關(guān)鍵過(guò)程中油脂降解的調(diào)控知之甚少。

論文第一作者、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)蔡光勤介紹，AHL 轉(zhuǎn)錄因子家族在擬南芥中一共有29 個(gè)成員，其功能涉及植物生長(zhǎng)發(fā)育、生物和非生物逆境脅迫等多個(gè)調(diào)控途徑。

該研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥AHL4 突變體種子萌發(fā)速率、萌發(fā)后主根長(zhǎng)、種子萌發(fā)及苗期建成過(guò)程中TAG 降解速率等都明顯大于野生型。而AHL4 過(guò)表達(dá)株系在缺糖培養(yǎng)基上的種子萌發(fā)速率顯著變慢，萌發(fā)后主根幾乎不伸長(zhǎng)，TAG 降解速率顯著減慢，但添加蔗糖后主根生長(zhǎng)能在后期恢復(fù)至野生型表型。

上述研究表明，AHL4 參與調(diào)控種子萌發(fā)及苗期建成時(shí)期TAG 的降解，并且這一時(shí)期的磷脂酸含量在AHL4 突變體中比野生型高，而過(guò)表達(dá)株系比野生型低。

研究者提出了AHL4 的工作模型：AHL4 通過(guò)特異結(jié)合在啟動(dòng)子區(qū)域富含AT 堿基motif 的三酰甘油脂酶及β-氧化相關(guān)基因的啟動(dòng)子上，抑制這些基因的表達(dá)，進(jìn)而通過(guò)調(diào)控TAG 降解速率來(lái)影響種子萌發(fā)及苗期建成。而磷脂酸通過(guò)與AHL4 特異結(jié)合，抑制AHL4 與DNA 的結(jié)合。AHL4 與磷脂酸互作共同調(diào)控植物體內(nèi)TAG 的降解。

相關(guān)論文信息：https：//doi.org/10.1016/j.molp.2020.04.007