Die Samenkeimung ist ein entscheidender Schritt im Lebenszyklus blühender Pflanzen. Da Samen begrenzte Reserven enthalten, muss die Samenkeimung streng reguliert werden, um sicherzustellen, dass die Keimung in einer geeigneten Umgebung stattfindet, in der Sämlinge das Sonnenlicht erreichen und Photosynthese betreiben können, bevor die Samenreserven erschöpft sind. Samen können jedoch möglicherweise auch unter günstigen Bedingungen nicht keimen, was als Keimung bezeichnet wird Samenruhe. Huai-Syuan Ciou und Kollegen testeten, um zu sehen, ob ein Plastiden-J-Domänen-Protein DJC75/CRRJ in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) ist wichtig für die durch Nitrat geförderte Samenkeimung im Dunkeln.

Die Fähigkeit von Nitrat, die Samenkeimung zu stimulieren, ist seit mehr als einem Jahrhundert bekannt. Es wurde gezeigt, dass Nitrat die Samenruhe lindert und um die Keimung einer Vielzahl von Pflanzen zu stimulieren im Licht oder in der Dunkelheit. Unter Beleuchtung, Nitrat kann das Licht reduzieren Erfordernis für die Freigabe der Ruhephase von ruhenden Arabidopsis-Samen, aber Nitrat selbst konnte die Ruhephase der Samen nicht auflösen in Abwesenheit von Licht.

DJC75 wird während der Samenaufnahme in Abwesenheit von Licht exprimiert. Mutanten defekt DJC75 zeigten Samenkeimungsdefekte in Gegenwart von Nitrat, wenn Lichtreize für die Samenkeimung eliminiert wurden. Mutanten, die in CRRL und in zwei Chloroplasten Hsp70s defekt waren, zeigten auch ähnliche Samenkeimungsdefekte. Die Hochregulierung der Expression des GA-Biosynthesegens GA3ox1 durch Nitrat in aufgenommenen phyB-Mutantensamen wurde verringert, wenn DJC75 wurde ausgeknockt.

Die Daten der Autoren deuten darauf hin, dass das plastidäre J-Domänenprotein DJC75 die durch Nitrat geförderte Samenkeimung im Dunkeln durch Hochregulierung der Expression von GA , dem biosynthetischen Gen GA3ox1, durch einen unbekannten Mechanismus reguliert, und dass DJC75 zusammen mit den Chloroplasten Hsp70s zusammenarbeiten könnte, um die durch Nitrat geförderte Samenkeimung zu regulieren . DJC75 ist die erste Pathway-Komponente, die für die Nitrat-geförderte Samenkeimung im Dunkeln identifiziert wurde.

„Egal in welcher photoperiodischen Pflanzen wachsen, DJC75-vermittelte Nitrat-vermittelte Samenkeimung im Dunkeln kann als Überlebensmechanismus fungieren, um die Keimung von mehr Samen zu stimulieren“, sagen Ciou und Kollegen.