综述:揭开自然的“休眠密码”:油菜素内酯在种子萌发中的关键作用

《Journal of Plant Growth Regulation》:Unveiling Nature’s Dormancy Code: The Pivotal Role of Brassinosteroids in Seed Germination

【字体: 时间:2026年03月04日 来源:Journal of Plant Growth Regulation 4.4

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  种子休眠受ABA调控,BRs通过BRI1-BIN2-PP2A通路打破休眠,同时ABA相关转录因子ABI3/5维持休眠,GA与BRs协同调控,为作物改良提供策略。

  

摘要

种子休眠是确保植物在不利条件下生存的重要现象,这一过程由脱落酸(ABA)调节。相反,脱落酸(ABA)通过激活能够识别特定受体的信号级联反应来促进种子休眠。对于种子萌发而言,解除休眠是必不可少的,而赤霉素(GA)则通过干扰ABA的作用途径来促进萌发。近年来,油菜素内酯(BRs)被认为是一种在刺激种子萌发方面起重要作用的激素。当油菜素内酯(BRs)被受体激酶BRI1(BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE1)识别时,BRI1会被激活并使激酶BIN2(BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE2)失活。如果BRs没有与BR受体PYRABACTIN RESISTANCE1/PYR1-LIKE/REGULATORY COMPONENTS OF ABA RECEPTORS(PYR/PYL/RCAR)结合,则不会出现这种情况。反之,在BRs存在的情况下,BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1(BRI1)会触发BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 2(BIN2)的失活,并通过蛋白磷酸酶2A(PP2A)对BZR1和BES1进行去磷酸化,从而打破休眠状态,激活调控基因bzr1-1D和bes1-D。这一信号级联反应强调了BRs在克服休眠中的关键作用,尤其是在非生物胁迫条件下。同时,与ABA相关的转录因子ABI3和ABI5通过调节特定基因(如FUS3、bHLH57、SRK2E/SnRK2.6/OST1、SRK2I/SnRK2.3、PP2C、ABI4)来促进和维持休眠;而VP1/ABI3、ABI4和ABI5等BR信号通路基因则在DNA水平上发挥作用以打破休眠。此外,GA会促使DELLA蛋白的积累,从而抑制与生长相关的基因并促进与休眠相关的基因的表达,从而在GA和BR之间建立起联系。这些新发现表明,BRs是非生物胁迫下解除种子休眠的关键调节因子,为通过BR预处理或基因调控来提高作物生长、产量和抗逆性提供了策略。
种子休眠是确保植物在不利条件下生存的重要现象,这一过程由脱落酸(ABA)调节。相反,脱落酸(ABA)通过激活能够识别特定受体的信号级联反应来促进种子休眠。对于种子萌发而言,解除休眠是必不可少的,而赤霉素(GA)则通过干扰ABA的作用途径来促进萌发。近年来,油菜素内酯(BRs)被认为是一种在刺激种子萌发方面起重要作用的激素。当油菜素内酯(BRs)被受体激酶BRI1(BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE1)识别时,BRI1会被激活并使激酶BIN2(BRASSINOSTEROID-INSENSITIVE2)失活。如果BRs没有与BR受体PYRABACTIN RESISTANCE1/PYR1-LIKE/REGULATORY COMPONENTS OF ABA RECEPTORS(PYR/PYL/RCAR)结合,则不会出现这种情况。反之,在BRs存在的情况下,BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1(BRI1)会触发BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 2(BIN2)的失活,并通过蛋白磷酸酶2A(PP2A)对BZR1和BES1进行去磷酸化,从而打破休眠状态,激活调控基因bzr1-1D和bes1-D。这一信号级联反应强调了BRs在克服休眠中的关键作用,尤其是在非生物胁迫条件下。同时,与ABA相关的转录因子ABI3和ABI5通过调节特定基因(如FUS3、bHLH57、SRK2E/SnRK2.6/OST1、SRK2I/SnRK2.3、PP2C、ABI4)来促进和维持休眠;而VP1/ABI3、ABI4和ABI5等BR信号通路基因则在DNA水平上发挥作用以打破休眠。此外,GA会促使DELLA蛋白的积累,从而抑制与生长相关的基因并促进与休眠相关的基因的表达,从而在GA和BR之间建立起联系。这些新发现表明,BRs是非生物胁迫下解除种子休眠的关键调节因子,为通过BR预处理或基因调控来提高作物生长、产量和抗逆性提供了策略。
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