水稻长寿命mRNA编码的小热激蛋白OsHsp20-25调控种子大小与萌发速率的分子机制

为解决长寿命mRNA在种子活力调控中的具体作用机制问题，研究人员通过RNA测序筛选出水稻种子中4个小热激蛋白（OsHsp20-17/18/20/25），发现OsHsp20-25过表达株系通过上调OsABI5和OsMFT2表达降低萌发率，CRISPR突变体则导致种子变短。该研究首次揭示小热激蛋白通过ABA信号通路双向调控种子发育与萌发，为作物遗传改良提供新靶点。

　　

在种子休眠与萌发的精密调控网络中，那些能在干燥成熟种子中持久存活的特殊信使RNA（长寿命mRNA）如同隐藏的密码本。科学家们从水稻种子RNA测序数据中锁定四个小热激蛋白（small heat shock proteins, sHSPs）家族成员——OsHsp20-17、OsHsp20-18、OsHsp20-20和OsHsp20-25，它们在种子发育晚期和萌发早期表现活跃，甚至在储存一年的陈种中仍能检测到踪迹。

通过构建转基因株系，OsHsp20-25展现出独特的双向调控能力：过表达植株萌发率显著降低，伴随ABA信号通路关键基因OsABI5和OsMFT2的上调，对脱落酸（ABA）的敏感性增强；而基因编辑（CRISPR）突变体则意外产出"短胖型"种子，过表达株系却结出修长籽粒。分子互作实验更揭示出精妙的蛋白网络——OsHsp20-25与OsHsp20-18如同分子搭档，后者还能与F-box结构域蛋白OsFBL45在体内外"握手"合作。

这项研究不仅破解了长寿命mRNA编码的小热激蛋白调控种子形态与活力的双重密码，更为作物遗传改良提供了潜在靶点：通过精准调控OsHsp20-25表达，或可培育出兼具高萌发同步性和理想籽粒性状的水稻新品种。