昆明植物所在種子生物學研究中取得進展

　　種子萌發是植物生長和發育的第一步，而吸脹又是種子萌發過程的第一步。在吸脹過程中，干種子吸水，其胚細胞轉變成有活性狀態的細胞，并發生了一系列的生理生化反應。在這些生理生化過程中，細胞的膜結構和功能的重建是非常重要的一種變化。許多種子在低溫下快速吸水時會發生吸脹冷害，導致種子活力和成苗生長能力顯著下降。作物種子的吸脹冷害會造成嚴重的經濟損失，對種子進行滲透引發處理能夠顯著地減輕吸脹冷害。

　　近期，中國科學院昆明植物研究所李唯奇研究組以典型的吸脹冷害耐受型和敏感型兩個大豆品種的種子為例，利用脂類組學方法，詳細比較分析了在萌發過程和滲透引發處理中140種膜脂分子的變化規律。發現膜脂在正常萌發中呈現了三種變化趨勢，其中一種變化趨勢與種子吸水曲線的對應關系呈現了質膜的重建過程，另一種變化趨勢與葉綠素熒光的對應關系呈現了葉綠體的生成過程。進一步分析發現，細胞膜重建過程中磷脂酸的下降與低溫導致的磷脂酸升高共同決定了膜脂中磷脂酸的含量，而磷脂酸含量的高低最終決定了膜脂完整性。在吸脹冷害型種子，低溫導致大量的磷脂酸生成損壞了膜的完整性，造成膜滲漏。通過施加特異的磷脂酶抑制劑，能夠抑制低溫誘導的磷脂酸生成，提高種子對吸脹冷害的耐受性。論文揭示了種子萌發過程膜重建的動態變化模型，揭示了滲透引發提高吸脹冷害抗性的原因，提出了利用磷脂酶抑制劑改善作物種子吸脹冷害抗性的技術方法。

　　論文以How membranes organize during seed germination:three patterns of dynamic lipid remodelling define chilling resistance and affect plastid biogenesis 為題發表在《植物、細胞與環境》（ Plant Cell and Environment ）上，該研究工作得到了國家自然科學基金委項目和中國科學院昆明植物研究所創新前沿項目的資助。