JXB | 华南农大夏瑞课题组发现一个保守调控荔枝心皮发育的AINTEGUMENT-REVOLUTA模块
时间:2025-10-28 阅读量:10
导言 近日,Journal of Experimental Botany 在线发表了华南农业大学园艺学院夏瑞课题组的研究性论文,题为“A conserved AINTEGUMENTA-REVOLUTA module is a candidate to regulate carpel development in Lychee”。 研究背景 荔枝(Litchi chinensis Sonn.)作为起源于中国云南的珍贵果树,以其独特的风味和营养价值在全球经济果树中占据重要地位。然而,荔枝产业长期面临总产量低下、产量不稳定等严峻挑战,其中“满树花半树果”的现象尤为突出,荔枝成花不稳定且雌雄花比例差异较大是造成该现象的主要原因之一。 荔枝的花发育过程极为复杂,同一植株的同一花序上可同时存在雌花、雄花及雄能花。雌花的雌蕊最终发育成果实,而雄花的雌蕊在后期则完全退化,雄能花的雌蕊则发育不全。因此,深入挖掘雌花中控制雌蕊稳定发育的基因,对于提升荔枝产量及培育高产稳产新品种具有重要的理论和实践意义。APETALA2(AP2)基因属于APETALA2/乙烯反应因子(AP2/ERF)超家族,在植物生长发育的多个生物过程中发挥关键作用,包括花发育、体细胞胚胎发生、分生组织和叶片生长等,同时也参与激素和胁迫反应的调控。尽管AP2在植物花器官发育中的作用已被广泛研究,但关于其在多年生果树荔枝中的研究仍显不足。 研究结果 该文章通过基于转录组数据的WGCNA分析,成功鉴定了两个在雌花心皮中特异高表达的AP2基因LITCHI007109和LITCHI010784。系统发育分析显示,LITCHI007109(LcANT1)是拟南芥 ANT 的直系同源基因。通过DAP-seq进一步鉴定出 LcANT1 的直接下游靶基因显著富集于花器官发育、心皮形态建成等生物学过程。其中,与心皮发育相关的基因 LITCHI024703(命名为 LcREV)与 LcANT1 的共表达水平较高,实验证实 LcANT1 蛋白可直接结合到 LcREV 的启动子区域。进一步的进化分析表明,ANT-REV 调控模块在被子植物中高度保守,特别是无患子科植物中。本研究为探讨AP2基因在调控荔枝雌花发育中奠定了坚实基础,同时为培育高产、稳产品种的分子育种策略,提供了基因资源与理论依据。 Fig.1. LITCHI007109 and LITCHI010784 exhibit expression specificity in the carpel of lychee female flower Fig. 2. (A-C) The Evolutionary conservation of ANT-REV regulatory pathway in plant. (D) A proposed model for the ANT-REV regulatory pathway within the Sapindaceae family 作者信息 本论文以华南农业大学为第一完成单位,博士研究生胡慧敏(已毕业)、本科生范栩荣(已毕业)、博士研究生吴秋萍为共同第一作者,华南农业大学园艺学院曾灶海老师、郝彦伟副研究员、徐婧老师为共同通讯作者。已毕业硕士研究生梁演扬(已毕业)、硕士研究生萧亚轩、热科院陈程杰老师、博士研究生吴锋琦、博士后郑家坤以及夏瑞教授也参与了论文的实验设计和讨论。此外,该研究得到了广东省重点领域研发计划(2022B0202070003),以及国家自然科学基金项目(#32072547, #32372665, #32102320)的资助。我们衷心感谢SCAU园艺学院生物信息学平台的支持。



 
            