PLANT PHYSIOLOGY封面故事之二十七（2021年第3期）：

Cover Title: Focus Issue on Dynamic Membranes

About the Cover: The plant vacuoles are dynamic organelles that play essential roles in regulating growth and development. Cui et al. performed 3D whole-cell electron tomography at nanometer-resolution to illustrate the vacuole nature and biogenesis in Arabidopsis root cells. Image by: Yong Cui and Liwen Jiang. Image adapted from Cui et al. (2019), Figure 5, page 100, copyright 2019, Springer Nature. Used by permission.

PNAS:首尔大学揭示影响种子休眠的新机制

植物种子可以感受和传递环境信号来调控种子萌发进程。一种烟雾成分3,4,5-trimethylfuran-2(5H)-one (trimethylbutenolide, TMB)可以抑制高等植物种子的萌发进程。为了揭示TMB抑制种子萌发进程的分子机制，作者分析了TMB对种子生理及分子水平的影响，揭示了TMB抑制种子萌发的分子机制。

TMB首先在莴苣中发现的一种活性成分，其化学结构与karrikins非常相似。TMB可以抑制种子的萌发，而且TMB对刚收获种子的萌发效率影响最大，春化作用可以显著抑制TMB对种子萌发的抑制效应。作者分析了karrikins受体的无义突变体kai2-2的萌发特性，发现该突变体依然可以被TMB所抑制，说明TMB对种子萌发的抑制作用不依赖于KAR–KAI2 signaling路径。

 

 

为了解析TMB抑制种子萌发的效应，作者进行了TMB处理下的转录组分析，发现ABA合成及信号途径被TMB激活，而赤霉素合成的关键基因GA3ox1被抑制，而且红光途径也有部分基因被抑制：

 

在此基础上，作者进行了激素及激素突变体对TMB处理下萌发特性分析，首先作者发现ABA合成抑制剂NF以及ABA受体突变体pyrQ可以减弱TMB对种子萌发的抑制效应,GA以及GA信号转导抑制子DELLA突变体dellaP也可以减弱TMB对种子萌发抑制作用，说明TMB可能通过激活合成和ABA信号转导并且通过抑制赤霉素合成/信号转导来抑制种子萌发：

 

为了找寻TMB作用的靶标，作者进行了TMB处理下突变体筛选，发现一个突变体tes1对TMB的抑制作用不敏感，而且在这个突变体中，TMB所诱导的ABA信号途径基因表达不再被诱导，分子克隆显示TES1编码了一个B2 group Raf-like kinase：

 

对tes1突变体分析发现，tes1突变体对ABA不再敏感，但是对多效唑以及盐胁迫依然敏感，说明tes1突变体通过降低对ABA的敏感度使得种子对TMB不再敏感：

 

小结：作者证实ABA信号转导途径在TMB对种子萌发的抑制作用中发挥关键作用：