种子休眠和萌发是植物发育过程中的重要调控阶段。在作物驯化中，为了能实现短期内重复播种和收获，种子休眠时间大大缩短。然而在高湿度环境下，短暂的休眠可能导致种子在收获前发芽。收获前发芽严重降低了谷类作物的产量和质量，对农业经济产生很大的负面影响。种子休眠和萌发受温度、湿度、光照和营养状况等环境条件的影响，也受多基因和代谢产物的精细调控。其中，ABA和GA这两种拮抗激素的内源水平和敏感性在控制种子休眠和萌发中发挥了关键作用。然而，激素具有多效作用，相关等位基因的突变体很难直接用于作物育种。因此，研究种子休眠的自然变异基因及其精确调控非常有必要。
在大麦中，早期研究鉴定了两个休眠相关的主效基因座SD1和SD2，通过图位克隆的方法鉴定到Qsd1（SD1），编码一种丙氨酸转氨酶，关联分析发现Qsd1的一个SNP导致氨基酸的改变，而这种多态性被认为起源于西亚，有助于引导野生大麦从长休眠向栽培大麦短休眠的转变。Qsd2（SD2）编码丝裂原活化蛋白激酶激酶（MAPKK），EMS诱变Qsd2后种子的休眠过程发生变化。关于Qsd1和Qsd2的功能验证是在不同的遗传背景下进行的，这些基因是否相互作用尚待确定。
近日，PlantBiotechnologyJournal在线发表了题为“Regulationofgerminationbytargetedmutagenesisofgraindormancygenesinbarley”的研究论文，日本冈山大学植物科学与资源研究所HiroshiHisano为该论文通讯作者。在这项研究中，作者对大麦的Qsd1和Qsd2基因进行靶向诱变，分析了单、双突变体对休眠的影响，为基因组编辑创造等位基因及性状微调提供依据，为大麦种子的休眠和萌发研究提供重要的种质资源。
作者靶向突变Qsd1和Qsd2，分别获得两个基因的纯合突变材料。用单位时间内种子的发芽率来评估种子休眠程度，结果表明，野生型材料种子吸胀后1天开始发芽，几乎所有的种子在4天后就能萌发，而qsd1和qsd2突变体对种子萌发具有很强的抑制作用，在种子吸胀后的7天内都没有萌发（qsd2-3除外）。但经过双氧水处理后突变体种子仍能萌发，表明种子没有坏死而是具有极长的休眠时间。
通过杂交，作者进一步获得了qsd1和qsd2双突变体，发芽率实验发现野生型种子在吸胀后7天内萌发，而单株或双株突变株均未萌发。定量分析表明，在吸胀后21天，野生型种子的萌发率在70%至%之间，而所有单、双突变体的萌发率均较低。
低温在一定程度上打破种子休眠，缓解单突变体和双突变体萌发的阻滞。突变体在低温条件下萌发较野生型晚，且qsd2突变体表现出比qsd1突变体更为显著的萌发延迟，表明在相同遗传背景下，qsd2的休眠或萌发缺陷可能比qsd1更强。为了探讨这种萌发延迟的可能原因，作者测定了种子吸胀后萌发前胚中ABA的含量。种子吸胀后3天，qsd1突变体胚中ABA含量显著高于野生型胚，且qsd2和qsd1qsd2突变体胚ABA积累量是qsd1突变体的2倍以上。以上结果也表明脱落酸水平不能维持长期休眠，只会延迟萌发。值得注意的是，在低温条件下，qsd1确实减轻了qsd2对萌发的抑制作用，但qsd2对休眠的抑制作用略高于qsd1。
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