近日,華南農業大學陳日遠團隊聯合重慶大學李正國團隊在國際知名學術期刊Horticulture Research上發表了題為“The SlHB8 acts as a negative regulator in tapetum development and pollen wall formation in tomato”(全文鏈接:https://academic.oup.com/hr/advance-article/doi/10.1093/hr/uhac185/6675605)的研究論文。
番茄是世界范圍內廣泛種植的蔬菜作物之一,同時也是研究果實發育與成熟調控的理想模式植物。在番茄的露地及設施保護地栽培中常由于高溫、低溫、弱光等逆境導致花粉敗育,嚴重影響番茄的產量和品質,然而,目前對番茄花粉發育的機理研究還有待深入。
該研究發現番茄中的HD-zip III家族轉錄因子SlHB8是一個調控絨氈層降解的基因,該基因定位于絨氈層及小孢子組織中。SlHB8基因的敲除導致花粉活力和座果率上升;SlHB8基因的早期超量表達會導致絨氈層的降解提前,花粉內含物和花粉內壁消失,花粉活力下降,座果率下降。轉錄組和DAP-seq的結果顯示SlHB8可以直接靶向負調控絨氈層發育相關基因和花粉壁相關基因的表達來影響花粉發育過程中絨氈層的降解以及花粉壁的形成。該研究揭示了SlHB8通過負向調控絨氈層程序性細胞死亡保守遺傳途徑DYT1-TDF1-AMS-MYB80參與絨氈層的發育和降解,在花粉的發育中發揮重要作用,為番茄育性的改良提供了新的基因資源。
華南農業大學陳日遠教授、郝彥偉副研究員和重慶大學李正國教授為論文的共同通訊作者。華南農業大學已畢業碩士生吳彩玉、楊洋以及重慶大學已畢業的博士生蘇得定為本論文的共同第一作者。近年來陳日遠教授團隊、李正國教授團隊在番茄的花果發育、單性結實等方面進行了大量研究,發表了多篇高質量論文。
該研究得到了國家自然科學基金、廣東省自然科學基金以及廣州市科技計劃項目的資助。