种皮源ABA通过调控ABA-GA平衡介导杜梨种子休眠的分子机制

本研究揭示了杜梨(Pyrus betulaefolia)种子非深度生理休眠的分子机制，发现种皮通过合成脱落酸(ABA)抑制胚胎萌发，并鉴定出PbeABI5-5转录因子通过直接激活赤霉素降解酶基因PbeGA2ox-3/4的表达，建立ABA-GA激素平衡调控网络，为梨树砧木繁育提供新策略。

　　

种皮调控的杜梨种子休眠机制

杜梨(Pyrus betulaefolia)作为重要的梨树砧木材料，其种子表现出典型的非深度生理休眠特性。最新研究发现，种皮组织通过主动合成脱落酸(ABA)并转运至胚胎，构建了一套精细的激素调控网络，从而维持种子休眠状态。

种子休眠类型的鉴定

通过冷层积实验证实，未经处理的杜梨种子萌发率极低(8.7%)，而5周冷层积处理后可达100%萌发。关键证据显示，剥离种皮的胚胎能在6天内完全萌发，且种子具备典型的三阶段吸水曲线，证实其休眠类型属于非深度生理休眠。这一分类得到赤霉素GA₄₊₇处理可显著促进萌发的实验支持。

种皮作为ABA合成中心

种子包被实验揭示，休眠种皮能抑制83.3%的胚胎萌发，而ABA合成抑制剂氟啶酮(fluridone)处理可逆转此效应。分子检测发现休眠种皮显著上调胚胎中ABA合成关键基因PbeNCED-3的表达(4-6倍)，同时激活ABA信号通路核心转录因子PbeABI3-1和PbeABI5-5。特别值得注意的是，外源ABA处理可完全模拟休眠种皮的抑制效应，证实种皮通过ABA合成维持休眠。

ABA-GA平衡的分子开关

深入研究揭示了PbeABI5-5的核心调控作用：

1. 1.

   直接结合鉴定：酵母单杂交实验证实PbeABI5-5特异性识别PbeGA2ox-3/4启动子的ABRE顺式元件

2. 2.

   转录激活能力：双荧光素酶报告系统显示PbeABI5-5可使PbeGA2ox-3/4启动子活性提升3-5倍

3. 3.

   级联调控网络：ABA诱导的PbeABI5-5通过激活GA降解酶基因，使GA20ox/GA3ox表达下调40-60%，同时GA2ox表达上调4-18倍

创新模型与应用前景

研究提出"种皮-胚胎"双模块调控模型：种皮持续合成ABA输送至胚胎，激活PbeABI5-5-GA2ox分子模块，通过降解活性GA维持休眠。该发现不仅阐明温带树种休眠调控的进化保守性，更为梨树砧木的工厂化育苗提供新思路——通过调控PbeABI5-5靶点或GA2ox活性，可突破冷层积技术瓶颈，实现休眠期精准控制。

未来研究将聚焦于：

1. 1.

   种皮与胚胎ABA转运体的鉴定

2. 2.

   PbeABI5-5蛋白翻译后修饰机制

3. 3.

   不同生态型杜梨种子的休眠深度比较

   这些工作将进一步完善木本植物种子休眠的理论体系。