Plant Cell | 华南农业大学周海研究员团队及其合作者在UDP-糖稳态调控水稻花粉发育方面取得新进展

以下文章来源于植物科学SCI ，作者植物科学SCI

UDP-糖是参与多糖生物合成的重要代谢物，也可能是重要的信号分子。UDP-葡萄糖4-差向异构酶（UDP-glucose 4-epimerase, UGE）催化UDP-Glc和UDP-Gal之间的相互转化，其在水稻生育能力中的生物学功能还知之甚少。

2023年6月23日，华南农业大学周海研究员团队及其合作者在The Plant Cell杂志发表题为BOTRYOID POLLEN 1 regulates ROS-triggered PCD and pollen wall development by controlling UDP-sugar homeostasis in rice的研究论文。文章研究发现UDP-Glc及其衍生物诱导NADPH氧化酶基因的表达，能够作为信号分子诱导ROS触发的细胞程序性死亡，并且作为代谢产物调控花粉壁发育。

本研究鉴定到一个突变体bp1 (botryoid pollen 1)，研究发现，BP1编码调节UDP-糖稳态的UGE，进而控制水稻花药的发育。BP1功能的丧失导致UDP-Glc的大量积累，以及其他UDP-糖的不平衡。研究发现，bp1中更高水平的UDP-Glc及其衍生物可能会诱导NADPH氧化酶基因的表达，导致活性氧（ROS）的过早积累，从而导致花药壁的程序性细胞死亡（PCD），并使绒毡层降解滞后。UDP-Glc作为代谢物的积累导致胼胝体缓慢降解，产生粘附小孢子。此外，UDP-糖代谢途径不仅参与花粉内壁的形成，而且还参与花粉外壁初始框架的形成。

BP1调控水稻雄性育性的工作模型

综上，本研究通过对BP1基因的研究，科学家们在水稻花粉发育的调控机制以及在UDP-糖稳态方面方面取得了重要突破。研究结果揭示了UDP-糖如何调节花药发育，并为UDP-Glc作为信号分子触发的细胞ROS积累和PCD提供新的线索。

文章链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koad181

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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