上海交通大学林文慧团队综述拟南芥胚珠发生研究进展

种子是高等植物繁衍后代的重要器官，足够的种子是植物生存和演化的保障，种子数量和重量对农作物产量也具有决定性影响。胚珠是种子的前体，在拟南芥和其他多胚珠子房植物中，胚珠发生决定单花胚珠数的最大可能性，也极大程度影响单果实种子数和种子产量；胚珠发生还包含细胞命运决定、细胞分化、原基起始等重要科学问题；解析胚珠发生过程及其调控机制兼具重要科学意义和潜在应用价值。

近日，JIPB在线发表了上海交通大学林文慧团队题为“Ovule initiation: the essential step controlling offspring number in Arabidopsis”的综述（https://doi.org/1‍0.‍1111/jipb.13314）。该论文系统总结了拟南芥胚珠发生的规律和机制，分别从胚珠发生前、胚珠发生时以及胚珠发生后三方面进行阐述，首先梳理了参与胎座形成和胚珠决定（胚珠发生的前提）的重要基因和信号；接着阐述了多胚珠原基群体起始的规律，并详细总结了植物激素及其信号互作调控胚珠发生的功能和机制；随后简要概述了胚珠发生后续的发育过程（胚珠发育、胚珠中雌配子体发育、受精过程、合子发育等）以及这些过程对植物后代数量的影响。最后提出了胚珠发生研究中尚未解决的问题，如胚珠发生的根本问题（原初信号）、胚珠发生的终止信号、是否存在第一个胚珠（the primary ovule，元珠猜想）等；并展望了该领域的未来研究热点（技术革新、环境影响、植物不同侧生器官发生的机制比较、动植物器官/形态特征均匀排列的机制比较等），以及该领域研究在提高多胚珠子房农作物产量中的应用前景。

林文慧团队近年来在胚珠发生领域取得了系列进展，首次报道油菜素甾醇通过转录激活下游胚珠发生基因促进胚珠发生的机制（Huang et al., 2013）；率先发现胚珠异步起始的现象、证明拟南芥具有早期和晚期胚珠发生过程、总结拟南芥多胚珠群体起始的规律及其调控机制（Yu et al., 2020; Hu et al., 2022）；深入解析油菜素甾醇与生长素和细胞分裂素信号互作促进胚珠发生的机制（Yu et al., 2020; Hu et al., 2022; Zu et al., 2021）。这篇综述系统总结了拟南芥胚珠发生研究的最新进展，探讨了该领域面临的困难与挑战，展望了未来该领域的研究热点和应用前景，对相关领域的研究工作具有较高的参考价值。

上海交通大学博士后于世霞、博士生姜雨彤为该文章的第一作者，林文慧研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

参考文献

Hu LQ, Chang JH…and Lin WH. (2022). PIN3 positively regulates the late initiation of ovule primordia in Arabidopsis thaliana. PLoS Genet. 18: e1010077.

Huang HY…Lin WH. (2013). BR signal influences Arabidopsis ovule and seed number through regulating related genes expression by BZR1. Mol. Plant 6: 456–469.

Yu SX…Lin WH. (2020). Asynchrony of ovule primordia initiation in Arabidopsis. Development 147: dev196618.

Zu SH, Jiang YT… Lin WH. (2021). Interaction of brassinosteroid and cytokinin promotes ovule initiation and increases seed number per silique in Arabidopsis. J. Integr. Plant Biol. 64: 702–716.

转自：植物科学最前沿

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