種質(zhì)資源庫可以最大限度地延長耐脫水種子（即正常型種子）的壽命，例如玉米種子在昆明室溫僅能保藏1年半，而在種質(zhì)資源庫的條件下卻能保藏近2000年。然而，即使是如此優(yōu)越的保藏條件，種子最終還是將面臨死亡，因此，解析種子老化過程對于種質(zhì)資源庫的保藏是至關(guān)重要的。中國科學(xué)院昆明植物研究所種質(zhì)資源庫種子生物學(xué)研究組陳虹穎博士與英國專家合作，對豌豆種子老化過程中種子活力與基因表達以及谷胱甘肽氧化還原狀態(tài)之間的關(guān)系進行了檢測分析。

該研究采用基因芯片以及實時定量PCR技術(shù)對種子老化過程中的轉(zhuǎn)錄水平表達進行了檢測。結(jié)果顯示，當(dāng)老化過程開始啟動，雖然萌發(fā)率仍然維持在100%的水平，但部分的DNA和RNA已經(jīng)開始降解，轉(zhuǎn)錄分析的數(shù)據(jù)顯示與細(xì)胞程序性死亡、氧化脅迫以及泛素蛋白相關(guān)的基因在種子失去活力以前就已經(jīng)發(fā)生了改變。當(dāng)豌豆種子老化25天以后，萌發(fā)率開始下降，此時谷胱甘肽的還原電勢也朝著正值方向移動（>190mV）?；诒狙芯拷Y(jié)果，研究人員推測種子老化的過程是一個由基因控制的過程，而且老化過程啟動了細(xì)胞程序性死亡，最終導(dǎo)致了種子活力的喪失。

該研究運用先進的分子生物學(xué)研究手段，揭示了種子老化的分子生物學(xué)基礎(chǔ)，表明轉(zhuǎn)錄水平的重新編程是種子老化的一個關(guān)鍵組成成分，最終將導(dǎo)致程序性死亡，種子活力的喪失。研究成果以Transcriptome-wide mapping of pea seed ageing reveals a pivotal role for genes related to oxidative stress and programmed cell death為題于10月29日發(fā)表在植物學(xué)主流刊物Plos One上。

該研究項目受到了所級項目以及中科院“西部之光”人才項目的資助。（昆明植物研究所）

圖一. 豌豆種子老化過程中，上調(diào)和下調(diào)的基因數(shù)量

圖二. 種子老化過程中，導(dǎo)致程序性死亡的模型圖

圖三.響應(yīng)老化過程的基因表達聚類分析

新聞來源：http://www.cas.cn/ky/kyjz/201311/t20131108_3969925.shtml