昆明植物所在種子老化研究中取得新進(jìn)展

種質(zhì)資源庫(kù)可以最大限度地延長(zhǎng)耐脫水種子（即正常型種子）的壽命，例如玉米種子在昆明室溫僅能保藏1年半，而在種質(zhì)資源庫(kù)的條件下卻能保藏近2000年。然而，即使是如此優(yōu)越的保藏條件，種子最終還是將面臨死亡，因此，解析種子老化過程對(duì)于種質(zhì)資源庫(kù)的保藏是至關(guān)重要的。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所種質(zhì)資源庫(kù)種子生物學(xué)研究組陳虹穎博士與英國(guó)專家合作，對(duì)豌豆種子老化過程中種子活力與基因表達(dá)以及谷胱甘肽氧化還原狀態(tài)之間的關(guān)系進(jìn)行了檢測(cè)分析。

該研究采用基因芯片以及實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)對(duì)種子老化過程中的轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示，當(dāng)老化過程開始啟動(dòng)，雖然萌發(fā)率仍然維持在100%的水平，但部分的DNA和RNA已經(jīng)開始降解，轉(zhuǎn)錄分析的數(shù)據(jù)顯示與細(xì)胞程序性死亡、氧化脅迫以及泛素蛋白相關(guān)的基因在種子失去活力以前就已經(jīng)發(fā)生了改變。當(dāng)豌豆種子老化25天以后，萌發(fā)率開始下降，此時(shí)谷胱甘肽的還原電勢(shì)也朝著正值方向移動(dòng)（>190mV）?；诒狙芯拷Y(jié)果，研究人員推測(cè)種子老化的過程是一個(gè)由基因控制的過程，而且老化過程啟動(dòng)了細(xì)胞程序性死亡，最終導(dǎo)致了種子活力的喪失。

該研究運(yùn)用先進(jìn)的分子生物學(xué)研究手段，揭示了種子老化的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，表明轉(zhuǎn)錄水平的重新編程是種子老化的一個(gè)關(guān)鍵組成成分，最終將導(dǎo)致程序性死亡，種子活力的喪失。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為題于10月29日發(fā)表在植物學(xué)主流刊物Plos One上。

該研究項(xiàng)目受到了所級(jí)項(xiàng)目以及中科院“西部之光”人才項(xiàng)目的資助。（昆明植物研究所）

圖一. 豌豆種子老化過程中，上調(diào)和下調(diào)的基因數(shù)量

圖二. 種子老化過程中，導(dǎo)致程序性死亡的模型圖

圖三.響應(yīng)老化過程的基因表達(dá)聚類分析

新聞來源：http://www.cas.cn/ky/kyjz/201311/t20131108_3969925.shtml