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种子是被子植物的重要生殖器官。在农业生产中,种子是作物产量形成的基础,阐明种子大小调控的分子机理能够为作物产量形成的机制提供重要的理论依据。脱落酸(ABA)是一种重要的倍半萜类植物激素,在根系发育、叶片衰老、干旱响应、种子休眠以等生物学过程发挥着重要作用。但是迄今为止,人们对调控种子早期发育的分子机制了解甚少。因此,因此本研究以ABA合成突变体aba2-1为切入点,旨在解析ABA调控种子早期发育进而影响种子大小的分子机制。ABA2编码ABA合成过程中的一个短链脱氢酶/还原酶。我们的前期研究显示,ABA合成突变体aba2-1产生的种子体积增大、百粒重增加、胚胎细胞数目增加,进一步分析发现胚发育迟缓,胚乳细胞化时间延迟。本研究在上述研究的基础上,对造成突变体表型的分子机制做了详细研究,种子发育相关基因SHB1、MINI3、IKU2、AP2和DA1的表达分析表明SHB1、MINI3和IKU2的表达量在突变体中显著升高,而在过表达植株中显著降低,其他基因表达差异不明显。进一步研究发现外施ABA后SHB1的表达量显著下降,并且GUS染色分析表明ABA2的表达模式与SHB1的表达模式相似,因此我们推测ABA可能是通过负调控SHB1的表达来调节种子发育。ABI5、AREB1、AREB2和ABF3是响应ABA信号的转录因子,在ABA信号转导过程中发挥重要作用。它们的表达量在aba2-1中均比野生型中低,且ABI5降低最显著。我们进一步发现abi5突变体的种子也比野生型对照大,并且在abi5突变体中SHB1基因的表达水平上调,因此我们推测ABA是通过ABI5调控SHB1的表达。CHIP分析和酵母单杂交实验均表明ABI5可以结合到SHB1基因的启动子的两个独立区段上(S3、S5)。而EMSA实验又进一步证明了ABI5可以直接结合到S3区段上。这些实验证据充分证明了ABA至少部分通过其下游信号转导的组分ABI5负调控SHB1的表达。通过本研究,我们清楚揭示了ABA调控种子早期发育的分子机制。ABA合成基因调控ABA的积累,进而调节ABA响应因子ABI5的表达,ABI5结合在SHB1启动子上调节其表达,SHB1进一步调节MINI3、IKU2的表达,进而调节种子的早期发育,影响种子大小。