2004 尹华军等：种子休眠与萌发的分子生物学的研究进展 159 休眠和萌发有关的基因上。 种子在成熟和萌发后的生长过程中有截然不同的基因表达图普，但一些在萌发后高度表达 的基因在种子发育的后期阶段也有表达(Harada,l997),表明萌发后生长的某些过程在种子 成熟过程中就已经开始。为了研究那些在环成熟和萌发讨时程中被活化的基闲，Nambara竿 (2000)使用基因表达差异显示(different display技术对没有成熟的长角果abi3和fus3双重 突变体的mRNAs与野生型长角果的mRNAsi的表达进行了比较，发现这些活性基因在胚成熟阶段 和萌发过程中编码多种酶、调节蛋白和核糖体蛋白。 胚根顶点和封闭胚乳帽(endorsperm cap)相互作用共同控制番茄和烟草种子萌发。胚根 突破种皮需要水解酶软化胚乳帽，与此过程有关的蛋白是expansin和endo-P-甘露聚糖酶endo B-mannanase),编码这些酶的基因（如LeEXP4)专一性地在胚乳帽中表达(Nonogaki et al., 2000).Leubner--Metzgeri和Meins(2000)在转基因植物（带有ABA诱导启动子控制编码Bglu I蛋白的基因)中发现I类P-1,3-葡聚糖酶(gluI)活性和胚乳破裂二者都增加，并且g1山 I也专一性地在胚乳帽中表达。基因的组织特异性表达证明那gluI与萌发过程有关，但Toorop 等(2O00)研究发现gluI的活性被ABA抑制而胚乳破裂并不被ABA所抑制，基因的表达和胚 乳组织的软化并没有表现出相关性。同时他也发现番茄种子胚乳帽的软化是一个两阶段过程 而ABA对萌发的抑制作用则专一性地发生在这过程的第二阶段。 报告基因(reporter gene)是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，其表达产物非常容易 鉴定。用报告基因（如P葡糖苷酸酶基因GS、荧光酶基因）来报告染色体上的基因在插入位 点的表达，可以识别特异表达的基因.Dubreucq等(20O0)用上述方法成功地分离了一种在种 子萌发过程中表达的AtPR1基因，这种基因编码一种伸展蛋白，在萌发过程中专一性地在胚乳 中表达并受赤霉素控制。 4 基因组学和蛋白质组学分析在种子萌发和休眠中的研究 l986年美国科学家Thomas Roderick提出了基因组学概念(genomics),包括两方面的内 容以全基因组测序为目标的结构基因组学structural genomics)和以基因功能鉴定为目标的 功能基因组学(functional genomics).后者又被称为后基因组学(postgenomics李子银 和陈受宜，2000)。随着某些植物基因组序列分析的完成，研究重心开始从揭示生命的所有遗 传信息转移到在分子水平的植物基因功能上 4.1DNA芯片技术在种子研究中的运用 DNA芯片技术是功能基因组研究的核心方法，也称DNA微列阵技术(DNA microarray), 该技术能在同一时间内对数千个基因表达谱的差异进行平行分析，从而可以对基因进行大量 快速、平行研究(Ruan et al.,l998)。目前，DNA芯片技术在植物中的运用还处于初探阶 段.Girke等(2000)在发育的拟南芥种子中得到2600个基因的表达谱，通过表达图谱揭示 了许多在种子中高丰度表达而功能未知的基因。Aharoni等(2000)用DNA芯片技术研 究草莓果实成熟过程，发现了一种新的草莓乙醇乙酰转移酶基因。此技术也己用来检测 不同环境条件下拟南芥植物基因表型的变化(Remond et al.,2000).这些都对揭示基因 功能非常有意义。 2004 尹华军等：种子休眠与萌发的分子生物学的研究进展 159 休眠和萌发有关的基因上。 种子在成熟和萌发后的生长过程中有截然不同的基因表达图谱，但一些在萌发后高度表达 的基因在种子发育的后期阶段也有表达（Harada，1997），表明萌发后生长的某些过程在种子 成熟过程中就已经开始。为了研究那些在胚成熟和萌发过程中被活化的基因，Nambara等 （2000）使用基因表达差异显示（different display）技术对没有成熟的长角果abi3和 fus3双重 突变体的mRNAs与野生型长角果的mRNAs的表达进行了比较，发现这些活性基因在胚成熟阶段 和萌发过程中编码多种酶、调节蛋白和核糖体蛋白。 胚根顶点和封闭胚乳帽（endorsperm cap）相互作用共同控制番茄和烟草种子萌发。胚根 突破种皮需要水解酶软化胚乳帽，与此过程有关的蛋白是expansin和endo-b-甘露聚糖酶（endo￾b-mannanase），编码这些酶的基因（如LeEXP4）专一性地在胚乳帽中表达（Nonogaki et al.， 2000）。Leubner-Metzger和Meins（2000）在转基因植物（带有ABA诱导启动子控制编码bglu Ⅰ蛋白的基因）中发现Ⅰ类 b-1, 3-葡聚糖酶（bgluⅠ）活性和胚乳破裂二者都增加，并且bglu Ⅰ也专一性地在胚乳帽中表达。基因的组织特异性表达证明bgluⅠ与萌发过程有关。但Toorop 等（2000）研究发现bgluⅠ的活性被ABA抑制而胚乳破裂并不被ABA所抑制，基因的表达和胚 乳组织的软化并没有表现出相关性。同时他也发现番茄种子胚乳帽的软化是一个两阶段过程， 而ABA对萌发的抑制作用则专一性地发生在这过程的第二阶段。 报告基因（reporter gene）是一种编码可被检测的蛋白质或酶的基因，其表达产物非常容易 鉴定。用报告基因（如b-葡糖苷酸酶基因GUS、荧光酶基因）来报告染色体上的基因在插入位 点的表达，可以识别特异表达的基因。Dubreucq等（2000）用上述方法成功地分离了一种在种 子萌发过程中表达的AtEPR1基因，这种基因编码一种伸展蛋白，在萌发过程中专一性地在胚乳 中表达并受赤霉素控制。 4 基因组学和蛋白质组学分析在种子萌发和休眠中的研究 1986年美国科学家Thomas Roderick提出了基因组学概念（genomics），包括两方面的内 容：以全基因组测序为目标的结构基因组学（structural genomics）和以基因功能鉴定为目标的 功能基因组学（functional genomics）。后者又被称为后基因组学（postgenomics（李子银 ） 和陈受宜，2000）。随着某些植物基因组序列分析的完成，研究重心开始从揭示生命的所有遗 传信息转移到在分子水平的植物基因功能上。 4.1 DNA芯片技术在种子研究中的运用 DNA芯片技术是功能基因组研究的核心方法，也称DNA微列阵技术（DNA microarray）， 该技术能在同一时间内对数千个基因表达谱的差异进行平行分析，从而可以对基因进行大量、 快速、平行研究（Ruan et al.，1998）。目前，DNA芯片技术在植物中的运用还处于初探阶 段。Girke等（2000）在发育的拟南芥种子中得到 2 600个基因的表达谱，通过表达图谱揭示 了许多在种子中高丰度表达而功能未知的基因。Aharoni 等（2000）用DNA芯片技术研 究草莓果实成熟过程，发现了一种新的草莓乙醇乙酰转移酶基因。此技术也已用来检测 不同环境条件下拟南芥植物基因表型的变化（Remond et al.，2000）。这些都对揭示基因 功能非常有意义