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文章題目：HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato
期刊：Science
發(fā)表時(shí)間：2024年4月4日
主要內(nèi)容：福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院、未來(lái)技術(shù)學(xué)院吳雙教授團(tuán)隊(duì)在Science在線發(fā)表了題為“HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato”的研究論文，解析了番茄通過(guò)形成特殊表皮毛，改變花的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變授粉方式的分子機(jī)制。
原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl1982
使用TransGen產(chǎn)品：
ProteinFind? Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody (HT801)
研究背景
番茄是茄科植物中少數(shù)由開(kāi)花授粉轉(zhuǎn)變?yōu)殚]花授粉的園藝植物之一。當(dāng)番茄的近緣種進(jìn)化成為番茄屬時(shí)，其花的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，產(chǎn)生花粉的花藥逐漸形成閉合結(jié)構(gòu)。其后，當(dāng)野生番茄被馴化成現(xiàn)代栽培番茄中，番茄花的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)生改變，形成完全包裹花柱的閉合桶狀花藥結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變使得番茄完全自花授粉，其結(jié)實(shí)率相比野生番茄顯著提高。然而，目前對(duì)于番茄閉花授粉方式形成的機(jī)制仍然不完全清楚。
文章概述
該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代栽培番茄的花藥邊緣形成了一類(lèi)特殊的表皮毛結(jié)構(gòu)，通過(guò)相互鉸鏈，形成一個(gè)類(lèi)似拉鏈的結(jié)構(gòu)，將相鄰的花藥緊緊鎖住，形成密閉的花藥桶結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)控制番茄表皮毛的關(guān)鍵調(diào)控因子發(fā)生負(fù)顯性突變時(shí)，番茄閉花授粉結(jié)構(gòu)被破壞，花藥散開(kāi)的現(xiàn)象。研究人員進(jìn)一步鑒定到此負(fù)顯性突變影響的多個(gè)關(guān)鍵基因。這些關(guān)鍵基因同屬于一類(lèi)可以激活下游基因表達(dá)的HD-Zip IV轉(zhuǎn)錄因子。它們不但在番茄花藥鎖扣表皮毛起始細(xì)胞中高表達(dá)，并且通過(guò)蛋白濃度劑量效應(yīng)調(diào)控鎖扣表皮毛的起始和核內(nèi)復(fù)制。有趣的是，這些HD-Zip IV轉(zhuǎn)錄因子同時(shí)也在花柱的頂部區(qū)域高表達(dá)，同樣通過(guò)濃度劑量調(diào)控花柱細(xì)胞的核內(nèi)復(fù)制，進(jìn)而促進(jìn)花柱的極性伸長(zhǎng)。
花藥鎖扣表皮毛（左）和野生番茄以及現(xiàn)代栽培番茄的花藥形狀（右）
在還未真正變成番茄的近緣茄科植物類(lèi)番茄中，花藥邊緣的鎖扣表皮毛還未進(jìn)化，完全缺失。當(dāng)進(jìn)化到野生番茄（潘那利番茄）時(shí)，其花藥邊緣開(kāi)始形成早期的鎖扣表皮毛，但這類(lèi)簡(jiǎn)單的早期鎖扣表皮毛不足以促進(jìn)花藥閉合。通過(guò)馴化，鎖扣表皮毛在現(xiàn)代番茄中逐漸成熟和復(fù)雜化，最終促進(jìn)形成閉合的花藥桶結(jié)構(gòu)。而這一過(guò)程與HD-Zip IV轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)量緊密關(guān)聯(lián)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在番茄花柱中，HD-Zip IV轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控花柱長(zhǎng)度決定因子Style 2.1的空間表達(dá)。因此推測(cè)在番茄進(jìn)化早期，HD-Zip IV轉(zhuǎn)錄因子時(shí)空表達(dá)的改變促進(jìn)番茄花藥形成閉合結(jié)構(gòu)，但同時(shí)也促進(jìn)花柱伸長(zhǎng)外露。在這個(gè)階段，由于野生番茄中的自交不親和尚未解除，自花授粉難以發(fā)生，這樣的花結(jié)構(gòu)使得野生番茄仍然能夠通過(guò)昆蟲(chóng)傳粉完成受精和繁殖。當(dāng)自交不親和性狀突變?nèi)笔Ш?，人為馴化傾向于篩選具有Style 2.1突變的后代，形成花柱內(nèi)縮,以及花藥桶緊閉的完全閉花授粉結(jié)構(gòu)。
綜上，該研究解析了植物通過(guò)調(diào)控表皮毛的發(fā)育改變花器官的結(jié)構(gòu)，這可為未來(lái)改造植物授粉方式，增加結(jié)實(shí)率和提高植物的逆境適應(yīng)力，以及未來(lái)轉(zhuǎn)基因作物的安全控制提供重要參考。
全式金產(chǎn)品支撐
優(yōu)質(zhì)的試劑是科學(xué)研究的利器。全式金抗GFP標(biāo)簽鼠單克隆抗體ProteinFind? Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody (HT801) 助力本研究。
ProteinFind? Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody (HT801)
本產(chǎn)品為高純度的抗小鼠單克隆抗體，屬I(mǎi)gG1同型，免疫原為人工合成的全長(zhǎng)GFP蛋白，能高度特異識(shí)別重組蛋白C末端或N末端的GFP標(biāo)簽。特異性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，自上市以來(lái)備受客戶(hù)喜愛(ài)，多次榮登Nature、Science、Molecular plant等知名期刊。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
● 高純度的抗小鼠單克隆抗體，特異性強(qiáng)。
● 高度特異識(shí)別重組蛋白C末端或N末端的GFP標(biāo)簽。
● 適用于定性或定量檢測(cè)GFP融合表達(dá)蛋白。
全式金產(chǎn)品再一次登上Science期刊，證明了大家對(duì)全式金產(chǎn)品品質(zhì)和實(shí)力的認(rèn)可，也完美詮釋了全式金一直以來(lái)秉承的“品質(zhì)高于一切，精品服務(wù)客戶(hù)”的理念。全式金始終在助力科研的道路上砥礪前行，希望未來(lái)能與更多的科研工作者并肩奮斗，用更多更好的產(chǎn)品持續(xù)助力科研。
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? Minliang W, Xinxin B, et al. HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato [J]. Science, 2024.
? Fan H, Quan S, Ye Q, et al. A molecular framework underlying low-nitrogen-induced early leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Plant, 2023.
? Meng T, Chen X, He Z, et al. ATP9A deficiency causes ADHD and aberrant endosomal recycling via modulating RAB5 and RAB11 activity[J]. Molecular Psychiatry, 2023.
? Li Y, Du Y, Huai J, et al. The RNA helicase UAP56 and the E3 ubiquitin ligase COP1 coordinately regulate alternative splicing to repress photomorphogenesis in Arabidopsis[J]. The Plant Cell, 2022.
? Ma A, Zhang D, Wang G, et al. Verticillium dahliae effector VDAL protects MYB6 from degradation by interacting with PUB25 and PUB26 E3 ligases to enhance Verticillium wilt resistance[J]. The Plant Cell, 2021.
? Li Y, Zhang Z, Chen J, et al. Stella safeguards the oocyte methylome by preventing de novo methylation mediated by DNMT1[J]. Nature, 2018.
