喜報!我校梨工程技術研究中心在Plant Cell發表新成果
大家都知道,人類近親結婚不利於優生優育,在沒有婚姻法約束的自然界,許多植物經過漫長的進化與自然篩選,逐漸演化出了自交不親和性(Self-Incompatibility; SI),抑制自交、促進異交,從而使得自然界更為豐富多彩。已有的研究證實,自然界中大概有60%的高等植物表現出自交不親和性,不同植物自交不親和的類型並不相同,其中大多數都屬於基於S-RNase的配子體型自交不親和性(S-RNase-based gametophyte self-incompatibility)這一類型。
我校梨工程技術研究中心主任張紹鈴教授
4月30日,國際著名學術期刊Plant Cell在線發表了南京農業大學梨工程技術研究中心的最新研究成果《Phosphatidicacid counteracts S-RNase signaling in pollen by stabilizing the actincytoskeleton》。
該論文以南京農業大學為第一完成單位,園藝學院畢業博士研究生陳建清為第一作者,吳巨友教授和張紹鈴教授為共同通訊作者,由國家自然科學基金、國家科技支撐和中央高校基本研究業務費等項目資助。
多種薔薇科果樹,包括梨、蘋果、李、杏、甜櫻桃等,都屬於這種較為常見的自交不親和性類型。
通常情況下,同一梨品種間相互授粉不能正常結果,必須搭配不同品種相互授粉,才能獲得應有的產量和品質。人工授粉用工量大、效率低、成本高,越來越難以滿足當前生產的需求。
因此,揭開梨自交不親和性的神秘面紗,對於打破這種「同一品種無法通婚的魔咒」,實現梨產業節本增效、可持續生產具有重要價值。
國際上關於梨自交不親和的研究由來已久,傳統觀點認為,雌蕊控制因子S-RNase的主要功能是降解自交不親和花粉RNA。
但是
>>>S-RNase到底是通過什麼來攻擊花粉的?
>>>面對S-RNase的致命攻擊,花粉又會如何應對?
這些問題一直以來都是國際上未能突破的重點和難點。
簡單點說
「我們找到了梨S-RNase作用的新靶點——花粉肌動蛋白!」南京農業大學園藝學院院長吳巨友教授介紹,「我們的研究證實,在自交不親和性反應發生的過程中,S-RNase直接與肌動蛋白PbrAct1互作,將花粉管的微絲骨架從絲狀結構解聚成點狀結構,從而誘導自交不親和的花粉管發生細胞凋亡,導致授粉受精失敗。
當然,花粉也並不是坐以待斃,感受到威脅的花粉管會迅速啟動一套自我保護程序,通過PbrPLDδ1途徑,顯著提升花粉管中磷脂酸濃度,穩定微絲骨架的結構,對抗來自S-RNase的攻擊。」
該研究鑒定了自交不親和性反應中S-RNase新的目標靶點,探明了花粉的應對策略,為深入了解梨自交不親和性反應信號轉導機制提供了全新的觀點。
張紹鈴教授領導的南京農業大學梨工程技術研究中心長期從事梨種質資源與種質創新、基因組與功能基因挖掘、生殖生理與細胞信號轉導、果實品質形成機制與調控等領域的研究。
已相繼在Genome Research、Plant Journal和New Phytologist等雜誌上發表了多篇高水平研究論文,得到了國內外同行的高度關注和認可。
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