近期，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)所仁果育種與栽培創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Journal of Integrative Agriculture（中科院1區(qū)Top期刊，IF=4.384）在線發(fā)表了題為“Identification and functional analysis of arabinogalactan protein expressed in pear pollen tubes”的研究論文。該研究首次分離鑒定了梨花粉管中表達(dá)的阿拉伯半乳聚糖蛋白（ Arabinogalactan - proteins, AGPs ）基因，并且驗(yàn)證PbrAGP1和PbrAGP5對(duì)花粉管生長(zhǎng)的調(diào)控作用。

 

　　AGPs在植物中普遍存在，參與植物生長(zhǎng)發(fā)育的多個(gè)過(guò)程，包括體細(xì)胞胚胎發(fā)生、細(xì)胞增殖、擴(kuò)張、程序性死亡、植物激素信號(hào)傳導(dǎo)等，尤其在植物有性生殖發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮重要作用。已從擬南芥、油菜等植物中鑒定和發(fā)現(xiàn)AGP基因參與有性生殖過(guò)程，但梨中關(guān)于AGP基因家族的研究相對(duì)較少，具體的生物學(xué)功能尚不清楚。

 

　　本研究主要以主栽白梨品種‘碭山酥梨’為研究試材，對(duì)梨花粉管中表達(dá)的PbrAGPs基因進(jìn)行全面鑒定并探究其對(duì)花粉管生長(zhǎng)的影響。共鑒定到187個(gè)梨花粉中表達(dá)的PbrAGP，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)38個(gè)PbrAGPs在花粉中特異性表達(dá)。采用組織定位和熒光定量分析基因的表達(dá)模式發(fā)現(xiàn)，多數(shù)PbrAGPs非特異性的在花粉中表達(dá)，并且其表達(dá)模式與RPKM值的表達(dá)趨勢(shì)一致。此外，進(jìn)一步構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)來(lái)篩選參與調(diào)控梨花粉管生長(zhǎng)的PbrAGPs基因。因此，共選取了19個(gè)PbrAGPs （PbrAGP1~PbrAGP19）來(lái)驗(yàn)證其對(duì)花粉管生長(zhǎng)的影響。原核表達(dá)純化19個(gè)PbrAGP-His重組蛋白，體外處理梨花粉，發(fā)現(xiàn)共11個(gè)PbrAGP-His重組蛋白可顯著促進(jìn)梨花粉管生長(zhǎng)。此外，通過(guò)反義寡核苷酸技術(shù)抑制花粉管中PbrAGPs的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)抑制PbrAGP1和PbrAGP5的表達(dá)水平后，可以顯著抑制梨花粉管的生長(zhǎng)。本研究主要鑒定了梨花粉中表達(dá)的PbrAGPs基因，為探索其在花粉管生長(zhǎng)中的作用奠定了基礎(chǔ)。

 

　　果樹(shù)所仁果育種與栽培創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)焦慧君博士為該文章的第一作者，王少敏研究員和魏樹(shù)偉副研究員為該文章的通訊作者。該研究得到國(guó)家梨產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程、山東省果樹(shù)研究所青年基金和山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助（撰寫：焦慧君  魏樹(shù)偉  核稿：沈廣寧）

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.02.007