水稻(Oryzasativa L.)种植过程中,收获前萌发(Pre-harvesting sprouting,PHS)常会导致谷物产量损失和质量下降。增强种子休眠可以一定程度上抑制PHS,提高种子寿命,种子休眠主要受脱落酸(Abscisic acid,ABA)和赤霉素(Gibberellin,GA)信号通路调控。Ole18是种子特异启动子,本研究分别构建了Pole18:SPL12,Pole18:IPA1和P35S:SPL12:FLAG过表达载体得到转基因植株,大田种植后T1代进行一系列实验,主要研究结果如下:1、种子萌发及田间表型观察表明Pole18:SPL12和Pole18:IPA1过表达增强种子休眠,但是对水稻的株型没有明显影响。另外,POle18:IPA1过表达也增加了种子长度、千粒重和小区产量,从而提高了水稻产量。2、激素测定表明,与ZH11相比,Pole18:SPL12和POle18:IPA1过表达株系新鲜种子胚中的ABA水平降低,2种生物活性赤霉素(GA3和GA4)含量下降,这一结果说明SPL12和IPA1并不是通过ABA途径增强种子休眠。3、我们分别取ZH11和Pole18:SPL12过表达株系新鲜种子胚进行转录组分析,结果表明Pole18:SPL12过表达株系与ZH11相比的差异表达基因(DEGs)中,1个关键的GA相关合成基因KO2和4个假定的GA相关受体基因(Os07g0162900,Os08g0475100,Os09g0462200 和 Os03g0790500)表达量下降,3 个重要的 GA 相关降解基因(GA2ox3,GA2oxl0和HOX12)和SLR1(GA信号通路负调控因子)表达量上升。这些结果说明与ZH11相比,Pole18:SPL12过表达株系中GA信号通路减弱。4、ChIP-qPCR分析进一步研究表明SPL12转录因子与1个GA相关合成基因KO2,4 个假定的 GA 相关受体基因(Os07g0162900,Os09g0462200,Os03g0790500和Os08g0475100),3个GA相关降解基因(GA2ox3,GA2ox10和HOX12)和SLR1的启动子互作,表明SPL12通过直接调控GA信号通路中的许多基因减弱GA信号通路进而增强种子休眠。总之,我们发现SPL12和IPA1增强种子休眠,进而一定程度抑制PHS。