拟南芥赤霉素生物合成调节及其与脱落酸互作的分子机制

种子的休眠与萌发是一个复杂的过程，受多种激素的协同调控,而ABA与GA含量之间的动态平衡是其中的关键因素。然而由于GA和ABA信号通路的复杂性，目前我们对其调控机制仍然了解有限。之前我们筛选得到一个拟南芥功能获得性突变体GAS4，其种子萌发对ABA不敏感。基因克隆表明它编码一个依赖于2OG-Fe(II)的氧化还原酶，生理功能分析证实GAS4参与了GA的生物合成，并有可能催化产生一种新的有活性的GA。本研究希望综合运用分子生物学、遗传学、生物化学、结构生物学等多学科研究技术，鉴定新的GA种类的生物学功能、分析GAS4催化和活性调控机制、揭示GA和ABA在种子休眠与萌发过程中的信号互作遗传基础。这不仅为揭示"植物激素代谢、修饰的生物学效应"这一核心科学问题提供理论基础，同时利用分子生物学技术为在农业生产中调控种子休眠与萌发提供技术保障。

种子萌发受ABA和GA的调控。ABA抑制种子萌发，诱导休眠；GA促进种子萌发，解除休眠。最近研究表明ABA与GA之间在体内含量之间的动态平衡是调控种子萌发的关键因素。然而,对其调控机制仍然了解有限。.本研究从功能获得性T-DNA突变体库中筛选出了一个对ABA不敏感的突变体，命名为gas4。GAS4编码一个氧化还原酶。在远红光和红光交替处理时，GAS4超表达植株在萌发以及下胚轴伸长上都要优于野生型和相对应的突变体，这些结果都暗示了该基因参与了GA的生物合成。生物化学实验进一步发现GAS4能够利用GA12作为底物产生一种新的GA种类。GAS4调控了跟DELLA蛋白代谢以及ABA相关基因的表达，而且它本身的表达受冷和红光的诱导。.综上所述，我们认为GAS4参与了GA的生物合成，并且能够产生一种新的GA种类，从而特异性的调控了种子萌发过程，对其进行功能分析将有助于我们更好的了解GA与ABA信号转导之间的互作。