OsVPE3参与GA、ABA调节水稻糊粉层细胞程序性死亡的发生

水稻(Oryza sativa L.)糊粉层细胞程序性死亡(programmed cell death, PCD)是水稻种子萌发过程的关键环节，为探究赤霉素(gibberellin acid, GA)与脱落酸(abscisic acid, ABA)在水稻糊粉层PCD中的作用，本研究以水稻‘优Ⅱ128’种子为材料，通过采用实时荧光定量PCR技术、荧光染色方法及激光共聚焦扫描显微技术，对OsVPEs表达水平、VPE (vacuolar processing enzyme)活性以及水稻糊粉层细胞存活率等进行测定分析。结果表明：在萌发水稻种子及其胚、糊粉层中，OsVPE3的表达水平都显著高于OsVPE1、OsVPE2和OsVPE4，并且水稻糊粉层中的OsVPE3表达水平及其VPE活性均比水稻种子和胚的高，因此推测水稻糊粉层OsVPE3在水稻种子萌发中可能起着重要的作用。进一步的研究表明，GA显著地提高OsVPE3的表达水平及VPE活性水平，比对照分别提高333%和38%，相应地降低水稻糊粉层中细胞的存活率；而ABA则显著下调OsVPE3的转录水平和降低VPE的活性，分别减少49%和36%，却明显提高糊粉层中细胞的存活率。在ABA中加入GA后，则逆转了ABA的效应。以上结果证实，GA和ABA分别通过OsVPE3促进或抑制水稻糊粉层PCD进程，为进一步研究水稻种子萌发过程糊粉层PCD发生的分子机制提供理论依据。