揭示花椒無(wú)融合生殖分子調(diào)控機(jī)制

（2021.2.9 園藝研究）

無(wú)融合生殖是一種不需要雌、雄配子結(jié)合而直接由母本產(chǎn)生后代的生殖方式。這種生殖方式?jīng)Q定了母本與后代具有相同的遺傳物質(zhì)，能夠極大的保留母本的優(yōu)良性狀，在農(nóng)業(yè)育種中具有重要的應(yīng)用價(jià)值?；ń罚╖anthoxylum bungeanum）是蕓香科重要經(jīng)濟(jì)樹(shù)種之一，其果皮通常被作為調(diào)味品和中藥。目前，花椒具有無(wú)融合生殖特性的證據(jù)不明確，其分子調(diào)控機(jī)制尚不清楚。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院魏安智教授團(tuán)隊(duì)題為ZbAGL11， a class D MADS-box transcription factor of Zanthoxylum bungeanum， is involved in sporophytic apomixis的研究論文。

該研究通過(guò)細(xì)胞學(xué)觀察、分子標(biāo)記以及倍性鑒定等手段證明花椒具有無(wú)融合生殖特性，并篩選參與無(wú)融合胚胎發(fā)生的候選基因并進(jìn)行驗(yàn)證。MADS-Box轉(zhuǎn)錄因子家族廣泛參與調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育，特別是對(duì)花器官發(fā)育的調(diào)控起到關(guān)鍵作用。研究者基于基因表達(dá)水平的檢測(cè)和細(xì)胞學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)ZbAGL11是D類MADS-Box轉(zhuǎn)錄因子家族成員，在花椒無(wú)融合生殖胚胎發(fā)育關(guān)鍵階段表達(dá)水平顯著上調(diào)。

為了進(jìn)一步研究ZbAGL11與無(wú)融合生殖的關(guān)系，研究者對(duì)花椒本體和擬南芥進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因功能驗(yàn)證。結(jié)果顯示，ZbAGL11可引起擬南芥花器官發(fā)育障礙，未授粉的ZbAGL11-OE擬南芥產(chǎn)生可育后代出現(xiàn)無(wú)融合生殖表型。此外，作者研究發(fā)現(xiàn)，ZbAGL11的過(guò)表達(dá)提高了花椒離體培養(yǎng)的愈傷組織的誘導(dǎo)率。

西北農(nóng)林科技大學(xué)林學(xué)院博士生費(fèi)希同為論文第一作者，魏安智教授為通訊作者。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFD1000605）的支持。