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种子打破休眠开始萌发是个复杂的过程,受多种因素影响。种子萌发不仅受种子内赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)含量之间相互平衡的影响,如干种子中ABA量迅速减少,GA合成增加,从而促进种子打破休眠进入萌发过程;同时还受环境因素影响,如温度、干旱和盐碱,这些非生物胁迫最终会使植物适应当地环境。许多与萌发和休眠相关基因的鉴定,为阐明种子休眠和萌发机制奠定了基础。拟南芥GRE1(germination response to ethanol1)基因位于第二条染色体上,其突变体 gre1-1是编码区第22 bp处的碱基突变,导致蛋白合成提前终止。GRE1蛋白的体外表达证实了突变使蛋白分子量变小。已知,GRE1基因编码一个假尿嘧啶合酶,该酶定位在叶绿体及其他质体中,不仅催化了RNA特定位点处尿嘧啶的异构化,还参与rRNA的正确剪切与加工,从而影响蛋白的积累。 本研究发现gre1-1突变体植株矮小,莲座叶少,植株重量较轻,植株在整个生长发育过程中颜色呈黄绿色,叶绿素含量少。在外源施加甲醇、乙醇、丙醇、乙醛等处理下,gre1-1种子只在乙醇处理下萌发率比野生型要低,表明其种子萌发对乙醇表现特异的敏感性,T-DNA插入突变体gre1-2也证实这一结果。回补和超表达转基因材料表型分析,发现种子萌发以及生长表型均得到恢复,证实突变体gre1-1的表型确实是由于GRE1功能缺失引起。通过乙醇脱氢酶与乙醛脱氢酶活性测定,结果显示施加外源乙醇的情况下gre1-1和gre1-2突变体中乙醇脱氢酶活性比野生型较低,而乙醛脱氢酶活性则较野生型高,统计分析展示差异显著。这个结果暗示该基因突变后,可能影响植物体内mRNA的假尿嘧啶化修饰,从而影响ADH等蛋白的积累或活性的变化。至于其详细的分子调控机制,尚需进一步探讨。