近日，国际生命科学领域著名期刊eLife（中科院生物学一区Top）在线发表了我校生命科学学院东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室卜媛媛研究组题为Unraveling the role of urea hydrolysis in salt stress response during seed germination and seedling growth in Arabidopsis thaliana的研究论文。eLife杂志还邀请了生物学领域科学家针对该文章撰写了一篇题为Seed Germination: Coping with salt stress的洞察文章，与本论文同期发表，深度解读了本项研究所揭示的氮动员在盐抑制种子萌发过程中的重要作用，使人们对盐抑制种子萌发的生理机制有了新的认知。
种子萌发是植物生长的关键阶段，种子贮藏物质在其中发挥着重要作用。通常认为，种子贮藏动员为种子萌发准备了所需的物质基础，这些贮藏物质会降解为小分子，以满足种子萌发过程中对物质和能量需求。蛋白质是种子中氮的主要贮藏形式，其转化和利用是种子萌发的重要阶段，在此过程中，种子会经历一系列重要生理活动。然而，目前关于种子储备氮动员与种子萌发抑制之间的关系仍存在许多待解答的科学问题。
研究组长期关注由精氨酸衍生尿素的水解途径与盐抑制种子萌发和幼苗生长之间的关系。通过使用特异性酶抑制剂和关键酶基因突变体材料，发现精氨酸水解衍生尿素是有效缓解盐诱导种子萌发抑制和幼苗生长的关键因素。进一步的生理和代谢研究分析表明，盐胁迫会诱导精氨酸衍生尿素的过度水解，导致种子胚根细胞的细胞质pH值升高，进而引发盐诱导的种子萌发抑制并阻碍幼苗生长。种子萌发抑制曾被认为是“种子养分动员”停滞，即“养分饥饿”假说。这一发现揭示了尿素水解在拟南芥种子萌发和幼苗生长过程中对盐胁迫响应的作用，明确了氮动员与盐诱导的种子萌发抑制之间的关系，为盐抑制种子萌发过程的内在机制提供了新的视角。
精氨酸衍生的尿素水解途径对盐胁迫下种子萌发的作用模型
论文地址：https://doi.org/10.7554/eLife.96797
