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油桐樹是世界著名的工業油料樹種。胚乳是油桐種子中油脂的主要儲存器官。前期對油桐種質資源種子性狀的觀測，發現填充異常而導致油桐種仁形狀異常（圖A-C）。基于此現象仔細觀察油桐種仁的發育過程，發現在油桐種仁中，子葉外圍的組織可進一步分成內外兩層。內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，內層體積快速膨大，最終發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）。
基于轉錄組分析及部分實驗驗證發現：1）油脂在內層而不在外層積累，歸因于油脂合成通路僅在內層被激活；2）內層膨大而不是外層膨大，歸因于細胞快速分裂和油脂合成積累相關通路僅在內層被激活；3)外層可能為內層的早期發育儲存和傳遞母體的營養；4）篩選發現幾個調控油脂合成的轉錄因子在內外層顯著差異表達；5）其中負調控因子VfVAL3在外層高表達，它可能通過抑制調控油脂合成和種子發育的LEC1/B3網絡而參與調控外層的發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，發表于國際學術期刊Industrial Crops and Products上。武漢植物園草坪草與牧草分子育種學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的呂世友教授為論文共同通訊作者。本研究得到國家自然科學基金(31971692，31500267)和中國科學院青年創新促進會項目資助。
圖 油桐種子不同發育階段各組成部分及油脂積累