光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

脱落酸调控种子休眠和萌发的分子机制

脱落酸(ABA)是调控种子休眠和萌发过程的主要植物激素。种子内源ABA含量和种胚对ABA敏感性共同调控种子休眠和萌发过程, 确保植物种子以休眠状态在逆境中保持其自身繁衍能力, 并在适宜的环境下启动萌发程序。种子ABA合成代谢和ABA信号转导途径涉及许多重要基因家族, 它们通过复杂的调控网络精确地控制着种胚发生、种子成熟、休眠及萌发进程。该文对ABA调控种子休眠和萌发的分子机制最新研究进展进行综述, 并展望了今后的研究方向。     

脱落酸调控种子萌发和休眠的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是重要的植物激素之一。在促进种子休眠、抑制种子萌发的过程中,ABA发挥着举足轻重的调节作用。种子的萌发始于种子的吸水膨胀,止于胚轴的伸长,是高等植物生命周期中最为关键的阶段。在新生个体萌动的阶段,ABA与其他激素协同互作调控着这一重要的发育过程。现围绕ABA在种子休眠、萌发以及萌发后幼苗生长过程中的信号转导机制,着重从ABA与细胞分裂素和赤霉素等相互作用调控种子萌发的角度,概述相关的最新研究进展,并对今后的研究方向作出展望。     

蛋白质磷酸化修饰与种子休眠及萌发调控

种子休眠与萌发是截然不同而又紧密联系的两个生理过程,也是植物生命周期中的关键阶段,对自然状态下的植物物种繁殖与地理分布以及农业生产均具有重要意义,且两个过程受不同内源激素和环境信号之间的精确互作调控。大量研究表明,蛋白质磷酸化修饰作为一种重要的翻译后修饰方式,参与调控种子休眠与萌发以及植物逆境胁迫响应等过程并发挥重要作...     

拟南芥突变体种子休眠与萌发的研究进展

种子的休眠和萌发是一个复杂的过程, 至今尚未能清楚阐明其调控机制。目前已从拟南芥突变体中鉴定了一些与种子萌发和休眠相关的基因, 有助于阐明种子休眠和萌发的分子机制。本文综述了拟南芥突变体种子休眠与萌发方面的研究进展。赤霉素是促进种子萌发的主要因素之一, RGL、SPY、GCR、SLY和GAR等基因的表达参与赤霉素对种子萌发的调控。脱落酸与种子休眠有关, ABI1、ABI2、ABI3、ABI4、ABI5、FUS3、LEC、MARD和CIPK等基因参与了脱落酸的调控过程。对3类乙烯反应的突变体 (ein、etr和ctr) 以及油菜素内酯突变体 (det和bri) 的研究表明乙烯和油菜素内酯是通过拮抗脱落酸而促进种子萌发的。光对种子萌发的调节, 是通过具有Ser/Thr蛋白激酶活性的光敏色素PhyA、PhyB、 PhyC、PhyD和PhyE, 以磷酸化/去磷酸化方式调节其它与萌发相关基因的表达。含氮化合物对种子萌发的促进, 可能是以一种依赖一氧化氮的方式解除种子休眠。     

拟南芥突变体种子休眠与萌发的研究进展

种子的休眠和萌发是一个复杂的过程,至今尚未能清楚阐明其调控机制。目前已从拟南芥突变体中鉴定了一些与种子萌发和休眠相关的基因,有助于阐明种子休眠和萌发的分子机制。本文综述了拟南芥突变体种子休眠与萌发方面的研究进展。赤霉素是促进种子萌发的主要因素之一,RGL、SPY、GCR、SLY和GAR等基因的表达参与赤霉素对种子萌发的调控。脱落酸与种子休眠有关,ABI1、ABI2、ABI3、ABI4、ABI5、FUS3、LEC、MARD和CIPK等基因参与了脱落酸的调控过程。对3类乙烯反应的突变体（ein、etr和ctr）以及油菜素内酯突变体（det和bri）的研究表明乙烯和油菜素内酯是通过拮抗脱落酸而促进种子萌发的。光对种子萌发的调节,是通过具有Ser／Thr蛋白激酶活性的光敏色素PhyA、PhyB、PhyC、PhyD和PhyE,以磷酸化／去磷酸化方式调节其它与萌发相关基因的表达。含氮化合物对种子萌发的促进,可能是以一种依赖一氧化氮的方式解除种子休眠。     

两个拮抗的bHLH转录因子对水稻种子休眠的调控

<正>种子休眠(seed dormancy)是指有生活力的种子在适宜的萌发条件下不能萌发的现象,且其程度受环境调节[1,2]。种子休眠不仅为种子传播扩散争取了时间,也是调节种子最佳时间、空间萌发的有效方法,是植物经过长期演化而获得的一种对环境尤其是季节性变化的适应性生存策略[2]。然而,在作物驯化过程中,由于考虑到大规模生产实践需要保证种子播种后发芽的一致性,     

种子休眠的研究进展

种子休眠是植物在长期系统发育进程中获得的一种适应环境变化的特性。这种特性能够确保物种在恶劣的环境中存活, 减少同一物种中个体之间的竞争, 以及防止种子在不适宜的季节萌发。该文综述了种子休眠的类型、种子休眠的发育与连续群、种子休眠的调节、与休眠诱导、维持和释放有关的蛋白以及种子休眠的进化, 并提出了今后种子休眠研究的主要问题。     

种子休眠的研究进展

种子休眠是植物在长期系统发育进程中获得的一种适应环境变化的特性。这种特性能够确保物种在恶劣的环境中存活,减少同一物种中个体之间的竞争,以及防止种子在不适宜的季节萌发。该文综述了种子休眠的类型、种子休眠的发育与连续群、种子休眠的调节、与休眠诱导、维持和释放有关的蛋白以及种子休眠的进化,并提出了今后种子休眠研究的主要问题。     

The role of light in regulating seed dormancy and germination

Seed dormancy is an adaptive trait in plants. Breaking seed dormancy determines the timing of germination and is, thereby essential for ensuring plant survival and agricultural production. Seed dormancy and the subsequent germination are controlled by both internal cues (mainly hormones) and environmental signals. In the past few years, the roles of plant hormones in regulating seed dormancy and germination have been uncovered. However, we are only beginning to understand how light signaling pathways modulate seed dormancy and interaction with endogenous hormones. In this review, we summarize current views of the molecular mechanisms by which light controls the induction, maintenance and release of seed dormancy, as well as seed germination, by regulating hormone metabolism and signaling pathways.     

生长素调控种子的休眠与萌发

植物种子的休眠与萌发,是植物生长发育过程中的关键阶段,也是生命科学领域的研究热点。种子从休眠向萌发的转换是极为复杂的生物学过程,由外界环境因子、体内激素含量及信号传导和若干关键基因协同调控。大量研究表明,植物激素脱落酸(Abscisic acid, ABA)和赤霉素(Gibberellin acid, GA)是调控种子休眠水平,决定种子从休眠转向萌发的主要内源因子。ABA与GA在含量和信号传导两个层次上的精确平衡,确保了植物种子能以休眠状态在逆境中存活,并在适宜的时间启动萌发程序。生长素(Auxin)是经典植物激素之一,其对向性生长和组织分化等生物学过程的调控已有大量研究。但最近有研究证实,生长素对种子休眠有正向调控作用,这表明生长素是继ABA之后的第二个促进种子休眠的植物激素。本文在回顾生长素的发现历程、阐释生长素体内合成途径及信号传导通路的基础上,重点综述了生长素通过与ABA的协同作用调控种子休眠的分子机制,并对未来的研究热点进行了讨论和展望。     

ABA调控种子发育的研究进展

种子发育是一个复杂的生物学过程，受各种遗传和外界因素的调节，显著影响农作物特别是禾谷类作物的种子活力和产量与质量。脱落酸(ABA)是调控种子发育和萌发最重要的植物激素之一，其活性水平、信号转导及其LAFL网络在种子发育包括胚胎发生和成熟过程的调控中起关键作用。该文主要综述了近年来ABA调控种子发育的研究取得的重要进展，包括ABA代谢和信号转导对种子发育的调控，ABA与种子成熟转录因子(AFL-B3、FUS3、ABI3、LEC2等)的作用，以及ABA在种子发育中的作用机制，并提出了需要进一步研究的科学问题，为深入理解种子发育的分子机制提供参考，从而提高种子的活力、产量和质量。     

Seed germination and dormancy: The classic story,new puzzles,and evolution

This review highlights recent progresses in seed germination and dormancy research.Research on the weakening of the endosperm during germination,which is almost a classic theme in seed biology,was resumed byα-xylosidase studies.Strong genetic evidence was presented to suggest that the quality control of xyloglucan biosynthesis in the endosperm(and the embryo)plays a critical role in germination.Further analyses on the endosperm and the adjace nt layers have suggested that the cutin coat in the endosperm-testa interphase negatively affects germination while the en dosperm-embryo in terphase produces a sheath that facilitates germination.These progresses significantly advanced our understanding of seed germination mechanisms.A breakthrough in dormancy research,on the other hand,revealed the unique abscisic acid signaling pathway that is regulated by DELAY OF GERMINATION1(DOG1).The detailed analysis of DOC1 expression uncovered the intriguing story of reciprocal regulation of the sensean tisense pair,which gen erated new questions.Recent studies also suggested that the DOG1 function is not limited to dormancy but extended through general seed maturation,which provokes questions about the evolution of DOG1 family proteins.Seed biology is becoming more exciting with the classic stories being revitalized and new puzzles emerging from the frontier.     

A model of seed dormancy

Seed dormancy is considered as an aspect of growth cessation. It is characterized by partial metabolic arrest with its inception and termination under endogenous hormonal control. Although several distinct types of seed dormancy have been recognized traditionally, an examination of the experimental literature suggests that a common regulatory mechanism exists. Dormancy onset, control, and termination are apparently regulated by a balance of growth inhibitors and promotors. At the onset of dormancy this balance is shifted in favor of the inhibitor component; at its termination it is shifted back in favor of the promotor component. The experimental evidence indicates that the levels of growth-promoting hormones decrease markedly during seed maturation, imposing dormancy. A trigger mechanism stimulates hormone activation and/or synthesis, thus terminating dormancy and culminating in resumption of embryo growth (germination). A model is proposed that embodies a hormonal regulation of four phases of dormancy: an inductive mechanism, a maintenance mechanism, a trigger mechanism, and a germination mechanism. This hormonal regulation, in conjunction with specific metabolic inhibitors, is considered to mediate the activation and/or synthesis of hydrolytic enzymes. From this model the dormant seed is viewed as a cybernetic system. Particular emphasis is given to the regulatory role of gibberellins in seed dormancy and germination.