种子的“密码”

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小麦：找到了D基因组

由中国农业科学院作物科学研究所与深圳华大基因研究院等单位合作，历经5年的努力，在国际上率先完成了小麦D基因组供体种——粗山羊草基因组草图的绘制，标志着我国的小麦基因组研究跨入了世界先进行列。

据介绍，D基因组使小麦的抗病性、适应性与品质得到大大改良，从而使小麦成为世界上种植区域最广的第一大粮食作物。小麦D基因组的供体种——粗山羊草遗传多样性丰富，其中蕴含着许多优良基因。此次小麦D基因组序列草图的成功绘制，使小麦研究进入了一个新的发展时期，对于小麦育种、小麦种质资源、小麦功能基因组、小麦进化及比较基因组研究将产生巨大推动作用。

种子：搞清了遗传机制

记者从中科院华南植物园获悉，该园科学家近日成功揭示了种子成熟过程的表观遗传调控机制。业内专家认为，该研究对通过表观遗传调控改善作物性状、提高作物产量、解决我国粮食安全问题具有重要理论意义。

据介绍，植物种子成熟期是种子发育的一个关键时期，在此阶段，种子完成淀粉、脂类、蛋白质等贮藏物的合成积累。其中，种子贮藏蛋白的合成与积累是种子成熟过程中的一个重要方面。研究表明，种子贮藏蛋白基因的表达受许多不同的调控因子影响。然而，学界关于它们的作用机理并不清楚。

因此，华南植物园农业及资源植物研究中心植物表观遗传学研究组博士罗鸣与中山大学、台湾大学植物科学研究所和加拿大农业部南方作物保护与食品研究中心等科研人员通过合作，发现拟南芥组蛋白去乙酰化酶HDA19突变体种子成熟基因可在幼苗中异位表达，这些基因染色质组蛋白乙酰化修饰水平提高，部分甲基化修饰水平降低。

该研究进一步通过酵母双杂交、双分子荧光互补、染色质免疫共沉淀等实验方法，首次证实了HDA19和转录抑制子HSL1相互作用并共同抑制成熟基因在幼苗发育时期的表达。实验结果显示，当HDA19与HSL1发生双突变后引起胚胎致死，这从遗传水平上证明了两个蛋白的相互作用。

禾谷：发现抑制因子

近日，中科院遗传发育所植物基因组学国家重点实验室储成才课题组，通过大规模筛选种子萌发缺陷突变体，鉴定和克隆了一个编码B3结构域的抑制因子GD1。

业内专家认为，该研究为解析禾谷类作物种子萌发的分子调控机制奠定了良好基础，因而对水稻种子休眠和萌发的分子设计育种具有重要意义。

据介绍，休眠和萌发是种子发育进程中最重要的一个环节，受遗传因子调控和环境因素的影响。在以往研究中，科学家通过对双子叶模式植物拟南芥进行研究，认识到一类含B3结构域的转录因子FUS3、ABI3和 LEC2等可参与调控种子成熟过程。另一类含B3结构域的转录抑制因子VAL在种子萌发过程中，可抑制种子成熟相关基因的表达。由此，科学家们认为，含B3结构域的转录因子在精细调控种子从成熟到萌发的进程中起着极其重要的作用。然而，人们对单子叶植物，如禾谷类作物水稻、玉米、小麦等种子成熟萌发的调控机制知之甚少。

该课题组则通过实验证明，正常情况下，GD1可通过抑制另一个含B3结构域的转录因子OsLFL1的表达，调控植物激素赤霉素合成和降解基因，即通过调控赤霉素的含量，控制种子从成熟到萌发的进程。