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油桐樹(shù)是世界著名的工業(yè)油料樹(shù)種。胚乳是油桐種子中油脂的主要儲(chǔ)存器官。前期對(duì)油桐種質(zhì)資源種子性狀的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)填充異常而導(dǎo)致油桐種仁形狀異常（圖A-C）。基于此現(xiàn)象仔細(xì)觀察油桐種仁的發(fā)育過(guò)程，發(fā)現(xiàn)在油桐種仁中，子葉外圍的組織可進(jìn)一步分成內(nèi)外兩層。內(nèi)層在油桐種子油脂積累前期體積非常小，而外層體積較大（圖E）。隨著油脂積累的啟動(dòng)，內(nèi)層體積快速膨大，最終發(fā)育為成熟的胚乳組織，大量積累油脂；而外層體積逐步變小，變成一層干的薄膜緊緊覆蓋在胚乳組織外圍，不積累油脂（圖F）。
基于轉(zhuǎn)錄組分析及部分實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)：1）油脂在內(nèi)層而不在外層積累，歸因于油脂合成通路僅在內(nèi)層被激活；2）內(nèi)層膨大而不是外層膨大，歸因于細(xì)胞快速分裂和油脂合成積累相關(guān)通路僅在內(nèi)層被激活；3)外層可能為內(nèi)層的早期發(fā)育儲(chǔ)存和傳遞母體的營(yíng)養(yǎng)；4）篩選發(fā)現(xiàn)幾個(gè)調(diào)控油脂合成的轉(zhuǎn)錄因子在內(nèi)外層顯著差異表達(dá)；5）其中負(fù)調(diào)控因子VfVAL3在外層高表達(dá)，它可能通過(guò)抑制調(diào)控油脂合成和種子發(fā)育的LEC1/B3網(wǎng)絡(luò)而參與調(diào)控外層的發(fā)育及油脂的合成積累。
該研究成果以“Molecular mechanism of differential development and lipid accumulation between two components in the seed of tung tree (Vernicia fordii Hemsl.)”為題，發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Industrial Crops and Products上。武漢植物園草坪草與牧草分子育種學(xué)科組張玲玲副研究員為論文第一作者，陳良研究員和湖北大學(xué)的呂世友教授為論文共同通訊作者。本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(31971692，31500267)和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目資助。
圖 油桐種子不同發(fā)育階段各組成部分及油脂積累