山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹所在梨花粉管生長調(diào)控基因鑒定方面取得重要進展

近期，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹所仁果育種與栽培創(chuàng)新團隊在Journal of Integrative Agriculture（中科院1區(qū)Top期刊，IF=4.384）在線發(fā)表了題為“Identification and functional analysis of arabinogalactan protein expressed in pear pollen tubes”的研究論文。該研究首次分離鑒定了梨花粉管中表達的阿拉伯半乳聚糖蛋白（ Arabinogalactan - proteins, AGPs ）基因，并且驗證PbrAGP1和PbrAGP5對花粉管生長的調(diào)控作用。
 
　　AGPs在植物中普遍存在，參與植物生長發(fā)育的多個過程，包括體細胞胚胎發(fā)生、細胞增殖、擴張、程序性死亡、植物激素信號傳導(dǎo)等，尤其在植物有性生殖發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。已從擬南芥、油菜等植物中鑒定和發(fā)現(xiàn)AGP基因參與有性生殖過程，但梨中關(guān)于AGP基因家族的研究相對較少，具體的生物學(xué)功能尚不清楚。
 
　　本研究主要以主栽白梨品種‘碭山酥梨’為研究試材，對梨花粉管中表達的PbrAGPs基因進行全面鑒定并探究其對花粉管生長的影響。共鑒定到187個梨花粉中表達的PbrAGP，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)38個PbrAGPs在花粉中特異性表達。采用組織定位和熒光定量分析基因的表達模式發(fā)現(xiàn)，多數(shù)PbrAGPs非特異性的在花粉中表達，并且其表達模式與RPKM值的表達趨勢一致。此外，進一步構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹來篩選參與調(diào)控梨花粉管生長的PbrAGPs基因。因此，共選取了19個PbrAGPs （PbrAGP1~PbrAGP19）來驗證其對花粉管生長的影響。原核表達純化19個PbrAGP-His重組蛋白，體外處理梨花粉，發(fā)現(xiàn)共11個PbrAGP-His重組蛋白可顯著促進梨花粉管生長。此外，通過反義寡核苷酸技術(shù)抑制花粉管中PbrAGPs的表達，發(fā)現(xiàn)抑制PbrAGP1和PbrAGP5的表達水平后，可以顯著抑制梨花粉管的生長。本研究主要鑒定了梨花粉中表達的PbrAGPs基因，為探索其在花粉管生長中的作用奠定了基礎(chǔ)。
 
　　果樹所仁果育種與栽培創(chuàng)新團隊焦慧君博士為該文章的第一作者，王少敏研究員和魏樹偉副研究員為該文章的通訊作者。該研究得到國家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程、山東省果樹研究所青年基金和山東省自然科學(xué)基金等項目資助（撰寫：焦慧君  魏樹偉  核稿：沈廣寧）
 
　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.02.007




日期：2023-04-10