南京林业大学苑兆和团队揭示转录因子PgCRC和PgINO调控石榴胚珠发育的分子机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

近日，南京林业大学苑兆和教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“BELL1 interacts with CRABS CLAW and INNER NO OUTER to regulate ovule and seed development in pomegranate”的研究论文，揭示了PgCRC和PgINO参与调控种子数目发育，并通过PgBEL1和PgSEP蛋白作为分子桥梁与MADS-box结合参与植物胚珠发育途径。

石榴是我国重要果树与经济林树种，属千屈菜科石榴属，因其富含安石榴苷等特有多酚类物质而被誉为“超级保健水果”。石榴花有完全花和不完全花两种类型，完全花基部明显膨大，外形筒状，可发育成果实；而不完全花雌蕊败育，基部较小，外形钟状，花后脱落，不结实。石榴花为两性花原基，不完全花雌蕊败育是由于胚珠发育异常所致。据调查统计，石榴不完全花占总花量比为60.0% ~ 94.9%，是落花落果、坐果率低和养分流失的主要原因。因此，研究石榴花胚珠发育机理有助于提高石榴果实产量与品质，对石榴高效、优质生产具有重要的科学与实践意义。

该研究通过对石榴完全花和不完全花不同发育阶段胚珠形态的对比分析发现，花纵径8.1–13.0 mm期是胚珠败育的关键时期，并在10.1–13.0 mm的完全花中观察到大孢子母细胞；从‘泰山红’石榴基因组中鉴定出转录因子PgINO和PgCRC及胚珠基因PgBEL1、PgSTK。根据石榴两种类型花的胚珠发育形态和转录组数据及转基因拟南芥结果分析表明，PgINO和PgCRC参与石榴胚珠和种子数目发育。

通过转录调控和蛋白互作分析等研究发现，PgINO和PgCRC在转录水平上分别促进PgSTK、PgSEP的表达，PgBEL1调控下游基因PgINO和PgCRC表达；在蛋白水平上PgINO和PgCRC与PgBEL1存在互作关系；另一方面，PgBEL1作为蛋白分子桥梁通过与PgSEP互作，从而使PgINO和PgCRC间接与MADS-box家族基因互作进而参与植物胚珠发育调控途径。本研究报道了石榴胚珠发育调控途径，为探明石榴胚珠发育机制奠定基础。

石榴胚珠发育调控模式图

南京林业大学林学院在读博士研究生赵玉洁为本论文第一作者，苑兆和教授为本文通讯作者。该研究得到了南京林业大学高层次人才科研启动基金项目、江苏省高校优势学科建设工程项目和国家留学基金委的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiac554

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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