揭示花椒無融合生殖分子調控機制

（2021.2.9 園藝研究）

無融合生殖是一種不需要雌、雄配子結合而直接由母本產生后代的生殖方式。這種生殖方式決定了母本與后代具有相同的遺傳物質，能夠極大的保留母本的優(yōu)良性狀，在農業(yè)育種中具有重要的應用價值?；ń罚╖anthoxylum bungeanum）是蕓香科重要經濟樹種之一，其果皮通常被作為調味品和中藥。目前，花椒具有無融合生殖特性的證據不明確，其分子調控機制尚不清楚。

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

該研究通過細胞學觀察、分子標記以及倍性鑒定等手段證明花椒具有無融合生殖特性，并篩選參與無融合胚胎發(fā)生的候選基因并進行驗證。MADS-Box轉錄因子家族廣泛參與調控植物的生長發(fā)育，特別是對花器官發(fā)育的調控起到關鍵作用。研究者基于基因表達水平的檢測和細胞學分析，發(fā)現ZbAGL11是D類MADS-Box轉錄因子家族成員，在花椒無融合生殖胚胎發(fā)育關鍵階段表達水平顯著上調。

為了進一步研究ZbAGL11與無融合生殖的關系，研究者對花椒本體和擬南芥進行了轉基因功能驗證。結果顯示，ZbAGL11可引起擬南芥花器官發(fā)育障礙，未授粉的ZbAGL11-OE擬南芥產生可育后代出現無融合生殖表型。此外，作者研究發(fā)現，ZbAGL11的過表達提高了花椒離體培養(yǎng)的愈傷組織的誘導率。

西北農林科技大學林學院博士生費希同為論文第一作者，魏安智教授為通訊作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2018YFD1000605）的支持。