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光不仅为植物光合作用提供能量,还作为一种信号影响植物从种子萌发、幼苗光形态建成直至开花的整个生命周期。其中,种子休眠和萌发对下一代植物生长发育起着至关重要的作用。近年来,对于光调控种子萌发过程的研究比较深入,但对种子休眠的调控机制知之甚少。因此,寻找更多参与光介导的种子萌发和休眠的调控因子、研究其调控机制,对于深入理解种子休眠和萌发机理具有重要意义。 我们前期通过酵母单杂交文库筛选的方法筛选到一个Myb-like转录因子RVE1,它具有转录抑制活性。本论文的研究表明RVE1促进拟南芥种子休眠、抑制光敏色素B(phyB)介导的种子萌发过程。同源基因RVE2也参与调控种子休眠和萌发过程,与RVE1以功能冗余的方式发挥作用。遗传互作结果显示phyB作用在RVE1、RVE2、DOG1的上游,通过抑制三个基因的表达来参与光介导的种子休眠和萌发过程。RVE1,RVE2及DOG1在不同发育阶段和不同光照条件下的表达模式相似,且RVE1和DOG1彼此促进对方的表达。 通过qRT-PCR的方法检测ABA、GA代谢途径中相关基因在rve1突变体内的表达情况,发现RVE1抑制GA合成基因GA3ox2的表达,而体内的原生质体瞬时表达、染色质免疫共沉淀(ChIP)及用地塞米松(DEX)和放线菌酮(CHX)处理RVE1-GR转基因材料及凝胶阻滞(EMSA)实验,都表明RVE1直接结合在GA3ox2的启动子上。测量种子内活性GAs(GA1和GA4)的含量发现,rve1种子内活性GAs的含量高于野生型,而RVE1过量表达(RVE1-OX)种子内活性GAs几乎检测不到。用GA3处理RVE1-OX种子的胚,能够恢复其在黑暗下的萌发表型。过量表达GA3ox2能够互补RVE1-OX的萌发和休眠表型。这些结果都表明RVE1抑制种子萌发、促进种子休眠过程主要是通过直接抑制GA3ox2的表达,从而抑制种子内活性GAs的合成来实现的。 酵母双杂交和pull-down结果显示RVE1可以与GA信号途径中的关键因子DELLA蛋白相互作用。rgl2突变体能够互补RVE1-OX的休眠表型和对GA合成抑制剂PAC的敏感性。表明RVE1除了调控GA的合成途径,还可能调控GA信号途径影响种子休眠和萌发。酵母双杂交结果和pull-down结果也表明RVE1与ABA信号组分ABI3、ABI5相互作用RVE1-OX对ABA非常敏感,而abi5-1能够互补RVE1-OX对ABA的超敏感性。表明RVE1也可能通过调控ABA的信号途径来影响种子萌发对ABA的响应。 综上所述,本论文揭示了光不仅通过phyB调控种子萌发过程,还参与调控种子休眠过程,为深入研究光调控种子休眠的机理奠定了基础。phyB除了在蛋白水平上调控PIF1以外,还在转录水平上抑制RVE1、RVE2、DOG1的表达,从而抑制种子休眠、促进种子萌发。作为phyB下游调控基因,RVE1主要通过抑制种子内活性GAs的合成来参与光介导的种子休眠和萌发过程。因此,研究RVE1在调控种子萌发和休眠的作用机理,为未来作物的遗传改良、防止穗发芽或提高种子萌发率奠定理论基础。