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昆明植物所在种子老化研究中取得新进展

发布时间:2020-06-29 18:14:32 阅读: 来源:减压阀厂家

种质资源库可以最大限度地延长耐脱水种子(即正常型种子)的寿命,例如玉米种子在昆明室温仅能保藏1年半,而在种质资源库的条件下却能保藏近2000年。然而,即使是如此优越的保藏条件,种子最终还是将面临死亡,因此,解析种子老化过程对于种质资源库的保藏是至关重要的。中国科学院昆明植物研究所种质资源库种子生物学研究组陈虹颖博士与英国专家合作,对豌豆种子老化过程中种子活力与基因表达以及谷胱甘肽氧化还原状态之间的关系进行了检测分析。

该研究采用基因芯片以及实时定量PCR技术对种子老化过程中的转录水平表达进行了检测。结果显示,当老化过程开始启动,虽然萌发率仍然维持在100%的水平,但部分的DNA和RNA已经开始降解,转录分析的数据显示与细胞程序性死亡、氧化胁迫以及泛素蛋白相关的基因在种子失去活力以前就已经发生了改变。当豌豆种子老化25天以后,萌发率开始下降,此时谷胱甘肽的还原电势也朝着正值方向移动(>190mV)。基于本研究结果,研究人员推测种子老化的过程是一个由基因控制的过程,而且老化过程启动了细胞程序性死亡,最终导致了种子活力的丧失。

该研究运用先进的分子生物学研究手段,揭示了种子老化的分子生物学基础,表明转录水平的重新编程是种子老化的一个关键组成成分,最终将导致程序性死亡,种子活力的丧失。研究成果以Transcriptome-wide mapping of pea seed ageing reveals a pivotal role for genes related to oxidative stress and programmed cell death为题于10月29日发表在植物学主流刊物Plos One上。

该研究项目受到了所级项目以及中科院“西部之光”人才项目的资助。(昆明植物研究所)

图一. 豌豆种子老化过程中,上调和下调的基因数量

图二. 种子老化过程中,导致程序性死亡的模型图

图三.响应老化过程的基因表达聚类分析

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