山东省农业科学院果树所在梨花粉管生长调控基因鉴定方面取得重要进展

　　近期，山东省农业科学院果树所仁果育种与栽培创新团队在Journal of Integrative Agriculture（中科院1区Top期刊，IF=4.384）在线发表了题为“Identification and functional analysis of arabinogalactan protein expressed in pear pollen tubes”的研究论文。该研究首次分离鉴定了梨花粉管中表达的阿拉伯半乳聚糖蛋白（ Arabinogalactan - proteins, AGPs ）基因，并且验证PbrAGP1和PbrAGP5对花粉管生长的调控作用。

 

　　AGPs在植物中普遍存在，参与植物生长发育的多个过程，包括体细胞胚胎发生、细胞增殖、扩张、程序性死亡、植物激素信号传导等，尤其在植物有性生殖发育过程中发挥重要作用。已从拟南芥、油菜等植物中鉴定和发现AGP基因参与有性生殖过程，但梨中关于AGP基因家族的研究相对较少，具体的生物学功能尚不清楚。

 

　　本研究主要以主栽白梨品种‘砀山酥梨’为研究试材，对梨花粉管中表达的PbrAGPs基因进行全面鉴定并探究其对花粉管生长的影响。共鉴定到187个梨花粉中表达的PbrAGP，结合转录组分析发现38个PbrAGPs在花粉中特异性表达。采用组织定位和荧光定量分析基因的表达模式发现，多数PbrAGPs非特异性的在花粉中表达，并且其表达模式与RPKM值的表达趋势一致。此外，进一步构建系统发育树来筛选参与调控梨花粉管生长的PbrAGPs基因。因此，共选取了19个PbrAGPs （PbrAGP1~PbrAGP19）来验证其对花粉管生长的影响。原核表达纯化19个PbrAGP-His重组蛋白，体外处理梨花粉，发现共11个PbrAGP-His重组蛋白可显著促进梨花粉管生长。此外，通过反义寡核苷酸技术抑制花粉管中PbrAGPs的表达，发现抑制PbrAGP1和PbrAGP5的表达水平后，可以显著抑制梨花粉管的生长。本研究主要鉴定了梨花粉中表达的PbrAGPs基因，为探索其在花粉管生长中的作用奠定了基础。

 

　　果树所仁果育种与栽培创新团队焦慧君博士为该文章的第一作者，王少敏研究员和魏树伟副研究员为该文章的通讯作者。该研究得到国家梨产业技术体系、山东省农业科学院创新工程、山东省果树研究所青年基金和山东省自然科学基金等项目资助（撰写：焦慧君  魏树伟  核稿：沈广宁）

 

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.02.007