種子耐儲(chǔ)性(耐老化)和種子萌發(fā)速度是衡量種子活力的重要指標(biāo)，但二者之間的關(guān)系仍是未解之謎。2021年9月23日，Journal of Agricultural and Food Chemistry在線發(fā)表了“ZmAGA1 Hydrolyzes RFOs Late During the Lag Phase of Seed Germination, Shifting Sugar metabolism Towards Seed Germination Over Seed Aging Tolerance”研究論文，解析了玉米堿性半乳糖苷酶通過控制棉子糖的水解調(diào)控玉米種子耐儲(chǔ)性和種子萌發(fā)速度之間平衡的分子機(jī)理。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)玉米種子萌發(fā)過程中ZmAGA1基因的表達(dá)受到翻譯水平的調(diào)控。組成型過量表達(dá)ZmAGA1促進(jìn)了棉子糖的水解，提高了種子的萌發(fā)速度，但降低了種子的耐儲(chǔ)性。在玉米種子引發(fā)過程中添加堿性半乳糖苷酶抑制劑可以維持種子引發(fā)過程中棉子糖含量，顯著提高種子引發(fā)后的種子耐儲(chǔ)藏能力。作者建議通過組成型表達(dá)棉子糖合成酶基因，誘導(dǎo)表達(dá)棉子糖水解酶基因ZmAGA1既可以提高種子中棉子糖含量，提高玉米種子的耐儲(chǔ)性，又可以在種子萌發(fā)過程中提高棉子糖的水解能力，提高玉米種子的萌發(fā)速度。

　　西北農(nóng)林科技大學(xué)趙天永教授為論文通訊作者，博士后張玉民和博士生李丹為論文共同第一作者。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金委的資助。

　　趙天永實(shí)驗(yàn)室多年來對(duì)玉米棉子糖代謝相關(guān)基因在植物抗逆以及種子活力中的功能及其表達(dá)調(diào)控進(jìn)行了系統(tǒng)研究。發(fā)現(xiàn)了通過調(diào)控棉子糖合成酶基因可以提高植物的抗逆能力并且對(duì)植株生長沒有任何負(fù)作用;發(fā)現(xiàn)了棉子糖是決定種子活力的關(guān)鍵因素(Gu， 2016， Plant Molecular Biology;Li, 2017, Molecular Plant;Gu, 2019, The Plant Journal; Han, 2020, The Plant Journal; Li, 2020, JBC)。