近日，青島農業大學動物科技學院草業學院草學團隊在Plant Physiology（IF 8.34）發表了題為 “A seed coat specific β-ketoacyl-CoA synthase, KCS12, is critical for preserving seed physical dormancy” 的研究論文，揭示了牧草種子硬實形成的新機制。青島農業大學草業學院柴茂峰教授為論文第一作者，草業學院院長王增裕教授為通訊作者，青島農業大學為第一通訊單位。同期Plant Physiology 針對該研究成果配發了評論文章“Why so stubborn? MtKNOX4-regulated MtKCS12 manifests hardseededness "。據了解，該期刊會針對特別新穎和有影響力的研究成果同期發表評論文章，通過深入淺出的介紹和剖析引發讀者關注。
種子硬實是種子植物的一種物理性休眠方式，在豆科植物中普遍存在。在作物馴化過程中，種子硬實度通常作為一個重要的指標性狀，因此解析種子硬實形成的分子調控機制是該領域重要的科學問題。該團隊利用截形苜蓿突變體為材料開辟了牧草種子物理休眠分子機制的研究方向。這一研究在作者前期關于KNOX4在物理休眠作用（PNAS, 2016, 113:6997-7002）的基礎上，鑒定得到了一個種皮特異表達的β-酮脂酰-CoA合成酶KCS12，該基因的突變導致了截形苜蓿種子物理休眠習性的喪失。脂肪酸單體化學分析表明，突變體種子中C24：0脂質聚酯單體的含量顯著降低，證明了KCS12是控制種皮中超長鏈脂肪酸合成的關鍵酶。該研究揭示了KNOX4-KCS12控制種子物理休眠形成的分子機制，為牧草種子硬實的遺傳改良提供了理論依據。
KNOX4-KCS12控制苜蓿種子物理休眠形成的分子機制模型圖
配發的評論文章對該研究進行了介紹并指出，該論文對種皮組成完整性與物理休眠相關聯的分子與遺傳調控網絡提供了新的見解，作者提出的KNOX4-KCS12 模塊決定了種皮中超長鏈脂肪酸的生物合成，對種子的物理休眠至關重要，這一發現拓展了人們對種皮組成的理解認知。（通訊員 曲天澤）
實習編輯：李正玉
責任編輯：楊海濤
