铁-黄酮-过氧化物酶信号触发种皮重塑以实现快速萌发

种子萌发和存活依赖于持续的水分供应。种子据以判断可利用水分多少的机制仍不清楚。我们此前观察到，铁（Fe）供应会加速番茄种子的萌发。在本研究中，我们以拟南芥（Arabidopsis thaliana）为材料，表明洪水条件下精子圈中的Fe升高可作为一种外源信号，提高种皮通透性。在种皮已破裂的种子中，Fe会触发覆盖胚乳的角质层发生结构重塑，其证据是Auramine O染色信号的丧失。Fe触发的萌发表型在黄酮类化合物突变体（tt4和tt7）和prx17突变体中，以及经过过氧化物酶抑制剂处理的野生型植株中均受到损害。我们提出假说认为，PRX17驱动的过氧化物酶活性受一种母体来源的抑制子-去抑制子机制调控，其中种皮黄酮类化合物持续性地抑制酶活性。黄酮类化合物对Fe的螯合作用可解除这种抑制，从而使PRX17能够重塑角质层并加速萌发。为检验这一模型，我们考察了Fe与过氧化物酶在槲皮素这一主要种皮黄酮类化合物存在下的相互作用。吸胀后，槲皮素发生去糖基化并抑制PRX17活性。胚珠柄端的Fe-槲皮素复合物形成会降低活性槲皮素的水平，从而以剂量依赖的方式恢复PRX17活性。本研究揭示，在缺氧的淹水土壤中，升高的Fe水平可预先激发种子快速萌发，这是一种由种皮生物化学介导的新型调控机制。

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种子萌发和存活依赖于持续的水分供应。种子如何判断可获得水分多少的机制仍不清楚。我们此前观察到，铁（Fe）供应可加速番茄种子的萌发。持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

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发表于 2026 年 6 月 4 日。

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铁-类黄酮-过氧化物酶信号触发种皮重塑以实现快速萌发

deon

mandebere

，

Omer Faruk

Turan

，

Mary Lou

Guerinot

，

Seckin

Eroglu

bioRxiv

2026.06.01.729177；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.06.01.729177

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铁-类黄酮-过氧化物酶信号触发种皮重塑以实现快速萌发

deon

mandebere

，

Omer Faruk

Turan

，

Mary Lou

Guerinot

，

Seckin

Eroglu

bioRxiv

2026.06.01.729177；

doi：

https://doi.org/10.64898/2026.06.01.729177

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729177v1?rss=1

🏷️ 种子萌发 种皮重塑 铁信号 黄酮类化合物 过氧化物酶PRX17 拟南芥