种子萌发是植物生长发育的决定性事件，极易被环境影响，受一系列精细且复杂的信号调控。在农业栽培中，种子快速且整齐地萌发是机械化生产的基础，对保障作物高产至关重要。玉米起源于热带地区，是我国种植面积最大的农作物，其生产关系国家粮食安全。在我国北方及西南等玉米主产区中，受温带气候影响，播种期温度通常较低，玉米种子萌发困难，田间缺苗断垄频现，严重影响了玉米的机械化生产。因此，挖掘玉米种子萌发的调控因子并解析其调控机制具有重要意义。
近日，傅竞也/王强教授团队在N1级自然指数期刊《PLOS Genetics》发表了题为《ZmEREB92 plays a negative role in seed germination by regulating ethylene signaling and starch mobilization in maize》的研究论文。该研究鉴定了转录因子ZmEREB92为玉米种子萌发的负调控因子，其对种子萌发的调节具有温度依赖性。在种子正常吸胀的情况下，ZmEREB92的转录受到显著抑制，从而释放其对乙烯信号基因ZmEIL7与α-淀粉酶基因ZmAMYa2表达的抑制作用，增强乙烯信号与淀粉降解，保证种子及时萌发。但当环境温度较低时，ZmEREB92的表达在吸胀时被强烈诱导，通过与ZmEIL7及ZmAMYa2的启动子直接结合抑制其基因表达，从而导致种子萌发受阻。进一步分析发现，ZmEREB92在水稻中的直系同源基因OsERF74也能够负调节水稻种子萌发，且该过程同样与环境温度偶联，表明这一对直系同源基因具有功能保守性，且二者均表现出在驯化过程中被选择的迹象。本研究为优化玉米与水稻在不同气候条件下的萌发能力提供了重要的遗传靶点。
图：ZmEREB92调控玉米种子萌发的分子机制模式图
西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室青年教师傅竞也博士与已毕业的硕士研究生裴文争为该论文的共同第一作者，傅竞也博士与王强教授为共同通讯作者。该研究得到了西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室生物育种专项自由探索项目及国家自然科学基金项目的资助。
论文链接：https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1011052
