花粉的形成和发育是开花植物繁殖所必需的，花粉的发育受到许多因素的影响，如绒毡层降解、生长素代谢、糖利用率变化、活性氧含量等。绒毡层提供花粉发育所需的孢粉素、酶、淀粉、脂质、蛋白质等多种物质，对于花粉发育和小孢子释放至关重要。自噬是一种进化上保守的自我降解过程，可回收细胞营养或分解受损成分，并维持细胞内的稳态。自噬在许多生物和非生物胁迫反应中发挥关键作用，然而自噬在番茄花粉发育中的作用仍不清楚。

2023年1月， Horticulture Research上线了（Advance Access）重庆大学生命科学学院邓伟教授团队题为SlMYB72 affects pollen development by regulating autophagy in tomato 的研究论文。该研究是继邓伟团队于2020年发表在Plant Physiology文章发现SlMYB72调控番茄果实叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮的生物合成后，又一新的发现。SlMYB72通过激活SlATG7基因表达和花药自噬活性来影响绒毡层降解和花粉发育。该研究扩展了对MYB转录因子调控自噬的理解，揭示了自噬在花粉发育中的关键作用，并为植物雄性不育的产生提供了潜在的候选基因。

研究发现在番茄中干扰SlMYB72基因的表达，显著降低了转基因果实中种子数量。进一步分析发现干扰株系中花粉形态异常、活力降低。通过半薄切片、MDC染色、western blotting等实验发现在干扰株系花药中自噬活性受到抑制。

Figure 2. Seed count and pollen viability analysis in RNAi-SlMYB72 plants

定量PCR分析发现花药中自噬基因表达量显著降低，通过EMSA、ChIP-qPCR、DLR等实验证明MYB72能过结合于ATG7启动子区域促进ATG7基因的表达，进而调控花药中自噬活性。同时干扰ATG7的表达延缓了花药绒毡层的降解，导致花粉败育。该研究表明MYB72通过调控ATG7基因的表达直接调节花药中自噬活性，参与绒毡层的降解及花粉发育过程，当干扰MYB72基因的表达时，花药自噬活性受到抑制导致绒毡层降解延迟，进而导致花粉败育。

Figure 4. Analysis of autophagy in WT and RNAi-SlMYB72 anther

重庆大学生命科学学院邓伟教授、李洪海研究员为该论文通讯作者。毕业博士研究生武孟波、硕士研究生张琼丹为论文共同第一作者。重庆大学生命科学学院李正国教授、成玉林副研究员为该论文提供了悉心指导。该项目得到了国家自然科学基金、重庆市技术创新及应用开发等项目的资助。

作者团队介绍

重庆大学邓伟教授团队长期致力于番茄果实品质形成和抗性应答机制的基础理论和应用研究，在Plant Cell、Nature Communications、New Phytologist、Plant Physiology、Plant Journal等知名期刊发表论文80多篇，获得了十三五国家重点研发项目子课题，十四五国家重点研发项目子课题，国家自然科学基金面上项目等资助，发现了生长素信号途径调控果实色素营养和耐储性的新途径，发现了生长素信号途径调控表皮毛形成提高植物抗性的新机制。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac286

转自：“园艺研究”微信公众号

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