首个植物种子调控油脂降解的转录因子被发现

植物AHL4的工作模式

最近，分子植物在线报道了在植物中发现的第一个调节油脂降解的转录因子AHL4，以及磷脂酸(PA)通过与AHL4相互作用调节种子萌发和苗期完成过程中油脂降解的机制，为作物油脂的遗传改良提供了新的理论支持。

高等植物在种子萌发和幼苗阶段的主要能量来自种子中储存的能量。油脂，尤其是三酰甘油，是双子叶植物种子中储存能量的主要物质。在种子萌发过程中，TAG在三酰甘油脂肪酶的作用下降解，并通过一系列反应生成葡萄糖，实现种子萌发和苗期的完成。然而，科学家对这一关键过程中石油降解的调控知之甚少。

论文第一作者、华中农业大学的蔡广勤介绍，AHL转录因子家族在拟南芥中有29个成员，其功能涉及植物生长发育、生物和非生物胁迫等多种调控途径。

研究发现，拟南芥AHL4突变体的种子萌发率、主根长度、种子萌发率和成苗过程中TAG降解率均显著高于野生型。然而，过表达菌株AHL4在缺糖培养基上的种子萌发率显著降低，萌发后主根几乎不伸长，TAG降解率显著降低。然而，添加蔗糖后，根生长可以恢复到野生型表型。

上述研究表明，AHL4参与调节种子萌发和幼苗完成过程中TAG的降解，且在此期间，AHL4突变体的磷脂酸含量高于野生型，过表达菌株低于野生型。

研究人员提出了AHL4的工作模式:AHL4通过在启动子区域特异性结合富含AT碱基基序和β-氧化相关基因的三酰甘油酶的启动子来抑制这些基因的表达，从而通过调节TAG降解速率来影响种子萌发和苗期的完成。然而，磷脂酸通过其与AHL4的特异性结合来抑制AHL4与DNA的结合。AHL4与磷脂酸相互作用，共同控制植物中TAG的降解。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.04.007