揭示拟南芥产量和种子大小调控新机制（2020.4.24 植物分子研究）

陆生植物中富含亮氨酸重复序列的类受体蛋白激酶（Leucine-rich repeat receptor-like protein kinase，LRR-RLKs）家族是受体蛋白激酶家族中最大的亚家族，LRR-RLK及其与肽激素的选择性相互作用在植物的生长发育过程中起到非常重要的作用，包括生殖、趋化性、生物和非生物胁迫、共生、根系结构、气孔发育、脱落以及与环境的相互作用。拟南芥中的C端编码肽受体1（CEPR1）是一个保守的LRR-RLK，可控制根的生长发育和硝酸盐吸收，但在调控产量方面的研究未见报道。

近日，澳大利亚国立大学理学院生物研究学院Michael A.Djordjevic课题组在期刊‘Plant Physiology发表了题为‘The peptide hormone receptor CEPR1 functions in the reproductive tissue to control seedsize and yield研究文章。该文章利用拟南芥cepr1缺失突变体材料进行生理、显微、嫁接、转基因互补试验和以及转录组分析等实验证明了肽激素受体CEPR1可调控拟南芥产量和种子大小。

该研究发现，cepr1突变体的严重减产可能是由于维管组织中CEPR1表达缺失，影响了抽薹生长、雌性生殖发育、结实和成熟种子大小，此外还导致花序组织中的黄化和花青素积累。转基因CEPR1可挽救cepr1缺失突变体生殖和产量缺陷。

GUS染色可观察CEPR1在生殖器官的整个维管系统中都有表达，包括种皮合点区，但在其他种子组织中不表达。野生型和cepr1-1之間的嫁接实验也证明了CEPR1在生殖组织中局部作用以控制产量和种子大小。cepr1突变体的这些表型有一个明显的共同主题，即无法将营养物质，特别是氮，从营养组织转移到幼芽，或者从芽组织内部转移到发育中的花器官和种子。通过转录组分析发现CEP-CEPR1和氮稳态途径的几个基因的表达水平发生了变化，与CEPR1嫁接实验缺氮一致，并与CEP-CEPR1信号的生殖组织特异性功能相一致。……