近日，华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室番茄团队在Journal of Experimental Botany上发表题为“MAPK11 regulates seed germination and ABA signaling in tomato by phosphorylating SnRKs”的研究论文，该研究鉴定了番茄种子萌发基因MAPK11，揭示了该基因控制番茄种子萌发的分子机理，为种子萌发研究提供了新的视角。
种子是生命的起始，对植物的生命进程具有重要的作用。种子通过感知外界的环境变化打破休眠，从而开始生命的进程，帮助植物躲避不利的环境条件。植物激素能调控种子的休眠和萌发，脱落酸（ABA）促进种子的休眠，而赤霉素（GA）能刺激种子的萌发。研究种子的萌发及其对激素的响应具有重要的意义。
本研究克隆鉴定了番茄种子萌发基因MAPK11，发现该基因正调控ABA合成关键基因NCED1的转录，促进ABA的合成，从而负调控种子的萌发。同时，研究发现MAPK11超表达转基因系的种子萌发对ABA高敏感，磷酸化蛋白组学分析发现MAPK11能影响SnRK2.2的磷酸化，从而调控ABA信号通路，影响番茄的种子萌发。
此外，研究发现，MAPK11能和SnRK1蛋白互作，并磷酸化SnRK1的Ser-29。转基因功能验证结果表明SnRK1正调控番茄的种子萌发。进一步研究表明SnRK1和ABI5蛋白互作，负调控ABI5的转录，从而参与ABA信号通路，调控番茄的种子萌发。本研究揭示了MAPK11在种子萌发中起着重要作用，为种子萌发的调控和作物遗传改良提供了理论支持。
华中农业大学园艺林学学院博士后宋建文为论文第一作者，叶志彪教授和张俊红教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家现代农业技术体系等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1093/jxb/eraa564
日期：2020-12-07
