一滴水，如何唤醒沉睡的种子？( 二 ) 植物种子是如何感知水的存在

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敲除FLOE1基因的种子在高盐环境下发芽率上升|图源：文献[2]
知其然，更知其所以然。随后，研究人员针对FLOE1蛋白的相分离特性，进一步鉴定了驱动相分离的结构域，并证明其与种子萌发的关系。具体来说，谷氨酰胺、脯氨酸和丝氨酸富集（QPS-rich）结构域会促进凝集体形成，使得FLOE1可以促进种子的萌发，而天冬氨酸和丝氨酸富集（DS-rich）结构域则是抑制凝集体的固态转变，这种抑制可以控制种子可以在合适的时期进行萌发。 FLOE1的相分离特性是由QPS与DS这两个无序域施加的相反力调节的，其能在弥散、液滴和固体凝胶状态之间进行切换，进而调节种子萌发。

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调节FLOE1蛋白相分离的关键结构域|图源：文献[2]

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FLOE同源基因在整个植物界广泛存在|图源：文献[2]
此外，生态基因组数据表明FLOE1在整个植物界广泛存在，其多样性可能是植物相分离行为表型的驱动因素， FLOE1的变异参与局部适应，调节自然种群中相行为、种子休眠与萌发的变化。面对气候的多变性，种子需要挑选最合适的时期萌发， FLOE1的相分离控制种子的萌发，这对于植物的存活率至关重要。该团队正在将其应用于农作物生产，希望能够抵御气候变化的影响。
植物基因组犹如一座宝藏，而对未知基因的表征则是大门的钥匙。技术的进步带动了科学研究的发展，该研究结合多种技术手段，提供了一个经典的示例。 YannivDorone表示， “FLOE1蛋白是首个被鉴定出来的在脱水-水合循环中进行可逆相分离的蛋白质，但类似的过程可能也存在于其他有干燥休眠期的生物中，包括一些人类遇到的病原体。 ”[3]
致谢：感谢中国科学院植物研究所张道磊为本文提供审校。
参考文献
[1]https://dpb.carnegiescience.edu/labs/rhee-lab
[2]DoroneY,BoeynaemsS,FloresE,etal.Aprion-likeproteinregulatorofseedgerminationundergoeshydration-dependentphaseseparation.Cell,2021,184(16):4284-4298.
[3]https://carnegiescience.edu/news/how-seeds-know-its-good-time-germinate