福建农林大学陈建清/陈清西团队联合南京农业大学吴巨友团队揭示梨花粉管胼胝质塞形成的分子调控机制

以下文章来源于植物生理PlantPhysiol ，作者PP

近日，福建农林大学园艺学院陈建清/陈清西教授团队联合南京农业大学园艺学院吴巨友教授团队在Plant Physiology上发表了题为The transcription factor PbrbZIP52 positively affects pear pollen tube longevity by promoting callose synthesis的研究论文，揭示了PbrbZIP52调节PbrCalS1B.1的表达介导胼胝质塞形成以稳定梨花粉管生长的分子机理。

梨（Pyrus）是重要的蔷薇科果树，生产面积和产量均居我国水果的第三位。梨花粉管的健康生长是其成功受精结实的先决条件，直接影响产量。花粉管伸长过程中，胼胝质大量沉积于花粉管细胞壁内层，在尖端只有少量分布；这种特殊的空间分布既能为花粉管侧壁提供足够的机械强度来抵抗膨压，也能使花粉管基部到顶端的细胞壁延展性逐渐提高。胞内持续形成胼胝质塞将花粉管划分为远端区和尖端胞质区，使细胞质包裹着精细胞聚集尖端，维持花粉管快速伸长、及时释放精细胞来完成双受精。胼胝质塞的正常沉积为稳定花粉管的极性生长提供保障，然而花粉管中胼胝质塞合成的机制尚不清楚。

本研究发现胼胝质塞伴随着整个梨花粉管的生长周期持续沉积，利用2-DDG使胼胝质合成受阻导致梨花粉管胼胝质塞数量减少最终早衰死亡。随后，鉴定出一个质膜定位的胼胝质合成酶PbrCalS1B.1在梨花粉中特异表达，它能够恢复拟南芥cals5突变体因胼胝质合成受阻而产生的育性降低的表型。瞬时沉默PbrCalS1B.1的表达水平，能够显著抑制梨花粉管胼胝质塞的形成并缩短梨花粉管生长周期。进一步研究表明，转录因子PbrbZIP52与PbrCalS1B.1启动子A-box元件结合，增强PbrCalS1B.1的表达，维持梨花粉管胼胝质塞的形成和花粉管正常生长。这些发现阐明了花粉管胼胝质塞形成的分子调控机制，是梨传粉受精机理研究领域新的突破。

福建农林大学园艺学院青年教师陈建清博士、陈清西教授与南京农业大学园艺学院吴巨友教授为该论文的共同通讯作者。福建农林大学园艺学院本科生夏忠恒，研究生文彬旭、张天赐和吉林省农业科学院果树研究所邵静助理研究员为该论文的共同第一作者。此外，福建农林大学安溪茶学院林琳讲师，福建省农科院生物技术所郑益平助理研究员，福建农业职业技术学院园艺与园林学院袁亚芳教授，以及福建农林大学园艺学院研究生胡梦梦、施芷馨、李沅珊、董新琳、宋娟娟和吴永杰也参与了这项工作。该研究得到国家自然科学基金项目（31801814，32172543）、CARS专项基金 (CARS-28)、福建省自然科学基金（2022J01137）、福建农林大学杰出青年学者自然科学基金资助项目（xjq21005）和福建农林大学园艺学院青年学术骨干培养基金（722022011）的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad002

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