https://doi.org/10.1186/s43897-024-00110-6
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近日，Molecular Horticulture在线发表了南京农业大学梨创新团队的研究性论文，题为PbrMYB186 activation of PbrF3H increased flavonol biosynthesis and promoted pollen tube growth in Pyrus。该研究明确了黄酮类化合物在梨花粉管生长中的功能，并探明了PbrMYB186-PbrF3H-黄酮醇信号通路在调控梨花粉管生长中的作用。
背景介绍
梨（Pyrus bretschneideri）是蔷薇科重要的经济果树之一。然而，梨是典型的配子体自交不亲和植物，生产上需要人工辅助授粉才能获得应有的产量和品质。因此，阐明花粉管生长的分子机制对于确保成功受精和结实，降低生产成本有重要意义。黄酮醇和花青素等黄酮类化合物是重要的植物次生代谢产物，参与植物发育、繁殖和抗氧化等生理过程。然而，黄酮类化合物在梨花粉管生长中的具体作用机制及其调控方式尚不清楚。
快报概要
本研究在梨基因组中共鉴定出214个2-氧代戊二酸依赖性二加氧酶（2OGD）基因。根据系统发育和结构特征，这些基因可分为三个亚组（DOXA、DOXB和DOXC）。DOXC亚群又分为11个亚类，其中包括黄酮3-羟化酶（F3H）和黄酮醇合成酶（FLS）。基因表达分析表明，在梨花粉生长过程中PbrF3H和PbrFLS1的表达量较高。抑制梨花粉管中PbrF3H或PbrFLS1的表达可显著降低黄酮醇含量，并导致花粉管生长抑制。本研究进一步发现PbrMYB186是激活梨花粉管黄酮醇合成的转录因子。抑制PbrMYB186表达可显著降低梨花粉管中PbrF3H的表达和黄酮醇的含量，并检测到花粉管尖端活性氧（ROS）增加和花粉管生长抑制。通过外源施加山奈酚可以挽救花粉管的生长抑制表型。Y1H、EMSA和DLR等实验表明，PbrMYB186通过与PbrF3H启动子的MYB-like元件结合，激活其表达。
Fig.1 黄酮醇在梨花粉管生长中的功能及PbrMYB186-PbrF3H-黄酮醇信号通路在调控梨花粉管生长中的作用。
综上，该研究明确了黄酮醇在梨花粉管生长中的功能，探明了PbrMYB186-PbrF3H-黄酮醇信号通路在调控梨花粉管生长中的作用，并展示了黄酮类化合物在促进梨授粉受精等方面的应用和研究前景。
南京农业大学博士研究生刘雪莹、张皓和宁波市农业科学院高级工程师刘珠琴为论文共同第一作者，南京农业大学王鹏教授和吴巨友教授为共同通讯作者。南京农业大学汤超博士、吕守正博士、钱铭博士、张宁一副教授和张绍铃教授也参与了研究工作。本研究得到了江苏省农业科技自主创新基金、国家自然科学基金、宁波市特色园艺作物品质调控与抗性育种重点实验室开放课题和果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室开放课题等项目的资助。
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