拟南芥SPATULA蛋白稳态通过调控SOMNUS表达介导种子热抑制反应

本研究揭示了拟南芥bHLH转录因子SPATULA（SPT）在种子热抑制反应中的关键作用。研究人员发现SPT通过直接结合SOMNUS（SOM）启动子激活其表达，负调控种子在超适温（SOT）条件下的萌发完成。遗传分析表明SOM在SPT下游发挥作用，而E3连接酶COP1通过核质穿梭调控SPT蛋白稳定性。该研究阐明了植物响应环境温度调控种子萌发的新机制。

　　

在拟南芥中，超适温度（supraoptimal temperature, SOT）会抑制种子萌发完成（称为热抑制现象），这一机制确保幼苗在适宜环境条件下建立。研究发现bHLH转录因子SPATULA（SPT）直接结合SOMNUS（SOM）基因启动子激活其表达。SPT基因敲除突变体在SOT条件下表现出增强的种子萌发完成率，伴随赤霉素（GA）合成增加和脱落酸（ABA）合成减少；而SPT过表达则产生相反表型。遗传分析证实SOM在SPT下游发挥作用。

研究进一步揭示E3连接酶COP1可能介导核内SPT的降解。在SOT条件下，COP1从细胞核转位至细胞质，稳定核内SPT蛋白并激活SOM表达，从而启动种子热抑制反应。在DEX诱导系统中，人为保留核内COP1会促进核内SPT降解，限制SOM表达并减弱热抑制反应。这些发现阐明了SPT通过调控SOM表达控制种子热抑制反应的新机制，为理解植物响应环境温度调控种子萌发的分子机制提供了重要线索。