近日,生物学领域Top期刊Journal of Integrative Plant Biology(一区,IF=7.061)在线发表了扬州大学园艺与植物保护学院王春雷教授和南京农业大学园艺学院吴巨友教授题为“Turnover of diacylglycerol kinase 4 by cytoplasmic acidification induces vacuole morphological change and nuclear DNA degradation in the early stage of pear self-incompatibility response” 的研究论文。该论文发现梨自交不亲和(也称为自花授粉不结实,Self-incompatibility,SI)反应早期,二酰基甘油激酶4(Diacylglycerol Kinase 4,DGK4)分布和含量减少,并导致液泡形态改变和核DNA降解。
梨是我国主栽果树之一,田间自花授粉坐果率极低。因此在生产上需要合理配置授粉树或进行人工辅助授粉。但人工授粉需要花费很多劳力,同时也常因授粉树配置不当、花期不良、气象条件影响、昆虫传粉或人工授粉不及时等原因造成减产。而随着设施果树栽培的发展,使授粉树的配置难度进一步加大,授粉环境进一步恶化。建立自花授粉结实新技术和培育自花授粉结实新品种已经成为生产上新目标之一,而SI机理尚未弄清影响了本项工作的进展。
在该论文中,作者首先发现DGK4主要分布在花粉管尖端和花粉管边缘,且具有调控梨花粉管液泡形态功能。在梨SI反应早期,通过抑制V-ATPase酶V0结构a1亚基基因PbrVHA-a1表达,能够引起花粉管胞质酸化,并导致DGK4在花粉管尖端和花粉管边缘分布大量减少,最终引起液泡形态改变和核DNA降解。扬州大学园艺与植物保护学院博士生孔晓雄为该论文第一作者,王春雷教授和吴巨友教授为共同通讯作者。扬州大学园艺与植物保护学院硕士研究生梅佳玮,青年教师刘晓博士和张静博士也参与了该项研究工作。该研究得到了国家重点研发计划及国家自然科学基金的资助。
我院王春雷教授课题组从事梨生长发育与品质调控研究。今年以来,在梨果锈发生机制(Tree Physiology, 2021, 41(7):1306-1318. 二区,IF=4.196)、梨水心病发生机制(International Journal of Molecular Science, 2021, 22(9):4911. 二区,IF= 5.923)等方面都取得原创性成果。
全文链接:https://doi.org/10.1111/jipb.13180