远红光介导茉莉酸调控番茄种子萌发的分子机制

摘要

种子萌发是植物生长发育的关键生理阶段，对农业生产具有重要影响。番茄（Solanum lycopersicum）作为全球主要蔬菜作物之一，其种子休眠与萌发的调控机制的解析，不仅有助于提升番茄产业效益，也为理解植物种子萌发的分子机理提供了新的视角和参考依据。本研究以番茄栽培品种以及茉莉酸合成和信号传导途径的突变体作为试验材料，探究茉莉酸和远红光对种子萌发的影响。试验结果显示：外施低浓度（1μM）茉莉酸可促进番茄种子萌发，而高浓度（5-100μM）则显著抑制；通过茉莉酸合成和信号传导途径遗传材料表明，茉莉酸合成途径和信号途径均有抑制番茄种子萌发的作用；远红光抑制番茄种子萌发，可通过抑制茉莉酸生物合成进而提高脱落酸（ABA）积累水平，最终实现对种子萌发的调控。进一步的试验表明，该过程依赖于茉莉酸信号途径核心转录因子MYC2的介导，在MYC2-RNAi种子中，远红光处理和黑暗条件下，ABA含量差异消失，同时远红光对SlDOG1（番茄萌发延迟蛋白基因）、SlNCED1（番茄ABA生物合成关键基因）和SlGAI（番茄赤霉素不敏感基因）等关键基因的显著上调作用也不复存在。本研究揭示了番茄种子萌发的光信号调控，依赖于茉莉酸信号途径对ABA合成的调控，为作物遗传改良和种子处理技术提供了理论支撑。

关键词

番茄 / 种子萌发 / 远红光 / 茉莉酸