揭示脱落酸与茉莉酸协同调控水稻种子萌发的新机制

近日，中国水稻研究所种子发育课题组在《New Phytologist》在线发表了题为“Abscisic acid promotes jasmonic acid biosynthesis via a‘SAPK10-bZIP72-AOC’ pathway to synergistically inhibit seed germination in rice（Oryza sativa）”的研究论文。该研究首次揭示了SAPK10-bZIP72-AOC 通路介导激素脱落酸（ABA）和茉莉酸（JA）协同抑制水稻种子萌发的分子机制。

水稻种子的萌发与稻米品质和穗发芽抗性直接相关。我国南方高温多雨容易造成穗提早发芽现象，最终导致产量和品质的下降。深入解析种子萌发的遗传特性和分子机制，对于提高水稻的穗发芽抗性具有重要的意义。种子的萌发受到外界生长环境和内源激素的精细调节，其中激素对种子萌发的调控机制一直是种子生物学研究的热点问题。前人的研究主要集中在以ABA-GA（赤霉素）拮抗为中心的调控通路。近年来大量的研究表明JA 也是重要的种子萌发调控激素，但JA 是否与主要调控激素ABA 存在互作，以及具体的分子调控机制至今未知。

研究人员鉴定和证实了ABA 信号途径关键因子SnRK2 类激酶SAPK10 磷酸化修饰自身的Ser177 位点并增强其活性，进而磷酸化修饰下游的bZIP 转录因子家族成员bZIP72 的Ser71 位点。进一步研究表明，磷酸化修饰增强了bZIP72 结合JA 合成途径关键基因AOC 的能力，并促进后者的转录，从而提高体内的JA 水平并抑制种子萌发。此外，外施JA 合成抑制剂可缓解种子萌发对ABA 的敏感性。综上，该研究揭示了ABA 通过促进JA 合成进而负调控种子萌发的新机制，为改良水稻穗发芽抗性提供了重要的理论依据。

该研究得到国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程和国家高产转基因专项的资助。王以锋博士和侯雨萱副研究员为文章的共同第一作者，张健研究员为通讯作者。