张猛教授团队发现FUS3诱导的转录因子AIL6在种子休眠和脂类代谢中的多重作用

　　 　　

FUSCA3（FUS3）是调控种子发育的主要转录因子之一，在种子休眠和油脂积累中具有重要作用。然而，其下游调控机制仍有待于进一步探索。近日，张猛教授团队在Plant Physiology发表了题为“FUSCA3-induced AINTEGUMENTA-like 6 manages seed dormancy and lipid metabolism”的研究论文。博士毕业生刘香伶为第一作者，张猛教授为本文通讯作者。

AIL6在种子萌发、休眠和脂肪酸代谢中的作用的工作模型

该研究根据前期 FUS3 的基因芯片数据和FUS3的ChIP数据及基因表达数据确定了被FUS3调控且在种子中高表达的候选转录因子AIL6，并对其展开研究。 首先，通过诱导表达 FUS3 和双荧光素酶试验验证了FUS3对 AIL6 的激活作用。对两个 ail6 突变体的研究发现其种子表现出脂肪酸组成的改变。进一步， AtAIL6 和 BnaAIL6 都能恢复 ail6 突变体种子脂肪酸的改变。 AIL6s 的过表达（OE）系显示与突变体相反的脂肪酸变化。值得注意的是，OE系种子发芽缓慢，发芽率降低，最低降至12%。突变体和OE系的转录组分析表明参与脂类代谢和植物激素途径的基因发生差异表达。为进一步探究 AIL6 过表达后导致发芽缺陷的机制，测定了OE系种子中植物激素含量，结果显示，GA₄含量减少至原来的1%~6%，而ABA和IAA含量明显增加。外源性GA₃处理并不能有效地挽救低发芽率现象。破损种皮后，种子发芽率提高到至80%，延长贮藏时间也提高了种子发芽率。此外， AIL6 过表达导致的种子休眠在 della 五重突变体中解除。该研究揭示了AIL6在种子休眠和脂类代谢中作为FUS3下游的管家基因发挥作用。该基因在解决穗发芽等生产问题方面具有潜在应用价值。

该研究由国家自然科学基金（32171837，31972964），陕西省重点国际合作项目（2020KWZ-012）和“作物抗病育种与遗传改良创新引智基地”111项目等的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad397

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