The Plant Cell | 上海交通大学张大兵教授团队揭示高温环境下禾木科作物雌蕊发育的保守调控机制

以下文章来源于植物生物学研究 ，作者XX

温度是调节植物生长和表型多样性的关键因素。当暴露在温度波动环境中，植物必须保持其性器官的发育稳定，才得以生存和繁殖，尤其是在当今全球变暖的趋势之下。在禾木科作物中，包括雌蕊在内的四个同心花轮的发育，直接作用于繁殖的成功。然而，在高温条件下，维持花器官特性和发育的基因及其机制仍未得到充分研究。

2023年9月21日，The Plant Cell在线发表了上海交通大学/阿德莱德大学张大兵教授团队题为“MADS8 is indispensable for female reproductive development at high ambient temperatures in cereal crops”的研究论文，该研究报道了MADS8通过与下游靶标结合的温度依赖性增加，在高环境温度下维持大麦和水稻的雌蕊数量和胚珠发生。

本研究构建了大麦（Hordeum vulgare）和水稻（Oryza sativa）SEPALLATA类MADS-box基因MADS8的突变体。这两个物种的突变体在高温环境下形成多个心皮，且缺乏胚珠。组织特异性标记表明，HvMADS8在高温下维持花分生组织决定和胚珠起始；转录组分析证实，Hvmads8突变体中的温度依赖性差异表达基因主要与花器官和分生组织调控有关。通过在靶标下切割和标记（CUT&Tag）分析发现，HvMADS8的温度响应活性依赖于与下游靶标启动子的结合增加。此外，HvMADS8直接与D类花同源异型基因的两个同源基因结合以激活它们的表达。综上，该研究揭示了MADS8在维持禾本科作物雌蕊数量和胚珠起始过程中一种新的保守作用，拓展了植物MADS-box蛋白在花器官调控中的已知功能。

图1. HvMADS8调节雌蕊数量以响应高温

图2. MADS8的温度依赖性雌蕊调控功能在大麦和水稻之间是保守的。（D）HvMADS8介导高温下雌蕊发育的调控模型。

上海交通大学生命科学技术学院沈超群、张月雅博士为本文共同第一作者，澳大利亚阿德莱德大学威特研究所Matthew R. Tucker副教授为论文通讯作者。

谨以此文深切缅怀张大兵教授！

原文链接：https://doi.org/10.1093/plcell/koad246

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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