大豆是重要的粮油饲兼用作物。然而，我国大豆生产长期过度依赖进口，这对国家粮食安全构成了严重威胁。因此，亟需采取措施提升大豆产量。种子萌发的整齐性与一致性是确保大豆播种后出苗率的关键因素，直接关系到田间出苗的均匀度和群体密度，从而为实现大豆合理密植提供基础保障，并进一步调节单位面积内的大豆产量。

近日崖州湾种子实验室主办的学术期刊 Seed Biology 在线发表了我院大豆团队题为“Saturated ceramide is required for seed germination in soybean”(https://doi.org/10.48130/seedbio-0025-0006)的研究论文。该研究通过整合时序转录组分析、鞘脂组学数据以及遗传学证据，揭示了简单饱和鞘脂通过调控种子中赤霉素（GA）与脱落酸（ABA）的比率，从而促进大豆种子萌发的分子机制。

简单饱和鞘脂促进大豆种子萌发

通过化学生物学方法，研究人员发现外源施用 C24 植物神经酰胺（phytoceramide t18:0/24:0）能够显著促进大豆种子萌发。为深入解析鞘脂在大豆种子萌发中的作用机制，研究人员对萌发的大豆种子进行了系统的时序转录组与鞘脂组分析。通过时序转录组分析，研究人员鉴定出两个分别与种子萌发呈正相关和负相关的基因模块；这些基因的表达水平在种子萌发过程中呈现出依次上调或下调的趋势。值得注意的是，在种子萌发过程中，许多参与鞘脂生物合成的基因表现出显著下调趋势，特别是LCBΔ8去饱和酶（Gm8DES）。此外，时序鞘脂组学分析结果表明，在大豆种子萌发过程中，神经酰胺 d18:0/16:0、d18:0/22:0 和植物神经酰胺t18:0/24:0的含量显著升高，这提示简单饱和神经酰胺可能与大豆种子萌发存在正相关关系。进一步研究表明，GmSLD1（编码LCBΔ8去饱和酶）的过表达可通过降低大豆种子内赤霉素（GA）与脱落酸（ABA）的比例，显著增强大豆种子的休眠特性，从而抑制种子萌发。

该研究通过整合时序转录组分析及鞘脂组学数据，成功鉴定出两组与大豆种子萌发密切相关的基因，并进一步通过遗传学证据揭示了饱和简单神经酰胺在调控大豆种子萌发过程中的关键作用。大豆团队硕士研究生高映慧和刘菲为该论文的共同第一作者，徐凡副研究员和罗明研究员为通讯作者，大豆团队易泽林教授等多位老师和研究生也参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金以及西南大学中央高校基本科研业务费专项资金的资助。