梨是我国第三大水果树种,栽培面积和产量均占世界的70%左右。梨作为典型的配子体型自交不亲和性果树,自花授粉时花粉管在花柱中停止生长导致受精失败不能结实。
近日,金沙集团3354cm作物遗传与种质创新利用全国重点实验室梨创新团队在高水平期刊Plant Physiology发表了“PbrBZR1 Interacts with PbrARI2.3 to Mediate Brassinosteroid-regulated Pollen Tube Growth During Self-incompatibility Signaling in Pear”的研究论文,系统阐明了油菜素内酯(BR)信号通过PbrARI2.3-PbrBZR1-PbrEXLA3模块调控梨自交不亲和花粉管生长的分子机制。
该研究发现,正常条件下,BR信号因子PbrBZR1转录激活细胞壁膨胀蛋白PbrEXLA3基因的表达从而促进花粉管的生长。在自交不亲和反应中,梨花粉高表达蛋白E3泛素连接酶PbrARI2.3累积,然后泛素化修饰PbrBZR1并通过26S蛋白酶体将其降解,从而抑制花粉管生长。外源施加BR诱导去磷酸化PbrBZR1蛋白累积,部分缓解了S-RNase对不亲和梨花粉管生长的抑制。总之,本研究揭示了BR翻译后修饰调控梨自交不亲和花粉管生长发育的分子机制。
金沙集团3354cm钟山青年研究员王意程为论文第一作者,金沙集团3354cm吴巨友教授为论文通讯作者。此外,金沙集团3354cm张绍铃教授、王鹏副教授、钟山青年研究员李玉以及硕士研究生刘盼盼等也参与了本研究。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省自主创新资金和国家梨产业技术体系等项目资助。