『中国科学报』首个植物种子调控油脂降解的转录因子被发现

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【『中国科学报』首个植物种子调控油脂降解的转录因子被发现】
AHL4在植物中的工作模型华中农大供图
近日，《分子植物》（Molecular Plant）在线报道了植物中发现的第一个调控油脂降解的转录因子AHL4 ，以及磷脂酸（PA）通过与AHL4互作调控种子萌发和苗期建成过程中油脂降解的作用机制，为作物油脂遗传改良提供了新的理论支持。
高等植物在种子萌发和苗期建成时期的主要能量来源于种子储存的能量物质。油脂，尤其是三酰甘油（TAG），是双子叶植物种子中储存能量的主要物质。在种子萌发过程中， TAG在三酰甘油脂酶的作用下降解，经过一系列反应产生葡萄糖供种子萌发和苗期建成。然而此前科学家对这一关键过程中油脂降解的调控知之甚少。
论文第一作者、华中农业大学蔡光勤介绍， AHL转录因子家族在拟南芥中一共有29个成员，其功能涉及植物生长发育、生物和非生物逆境胁迫等多个调控途径。
该研究发现，拟南芥AHL4突变体种子萌发速率、萌发后主根长、种子萌发及苗期建成过程中TAG降解速率等都明显大于野生型。而AHL4过表达株系在缺糖培养基上的种子萌发速率显著变慢，萌发后主根几乎不伸长， TAG降解速率显著减慢，但添加蔗糖后主根生长能在后期恢复至野生型表型。
上述研究表明， AHL4参与调控种子萌发及苗期建成时期TAG的降解，并且这一时期的磷脂酸含量在AHL4突变体中比野生型高，而过表达株系比野生型低。
研究者提出了AHL4的工作模型：AHL4通过特异结合在启动子区域富含AT碱基motif的三酰甘油脂酶及β-氧化相关基因的启动子上，抑制这些基因的表达，进而通过调控TAG降解速率来影响种子萌发及苗期建成。而磷脂酸通过与AHL4特异结合，抑制AHL4与DNA的结合。 AHL4与磷脂酸互作共同调控植物体内TAG的降解。