近日，南农园艺学院滕年军教授团队在中科院1区Top期刊Journal of Advanced Research和Horticulture Research上分别发表了题为“The LoMYB26/LoJAZ4-LoCOMT module regulates anther dehiscence via Jasmonic acid-mediated endothecium lignification in lily”和“LoBLH6 interacts with LoMYB65 to regulate anther development through feedback regulation of gibberellin synthesis in lily”的研究论文，揭示了百合LoMYB26/LoJAZ4-LoCOMT模块调控茉莉酸介导的药室内壁木质化及花药开裂的分子机制，并填补了BLH家族转录因子在调控花药发育方面的研究空白。
花药正常发育是被子植物完成有性生殖的先决条件之一，而花药发育是一个受多种因素调控的复杂生物学过程，其机制仍有不明。百合是百合科百合属植物，因其花药巨大，一直是研究花药发育的理想材料。同时，百合因其优美的外观、丰富的颜色、宜人的香味备受人们喜爱，具有极高的观赏和商业价值。然而，百合花药开裂后散出的大量花粉极易沾染花瓣造成花粉污染，严重降低了百合的观赏价值，是产业中亟待解决的关键问题之一。因此，开展百合花药发育的研究不仅有助于更深入地了解植物界这一重要的生物学过程，而且对利用生物育种技术培育无花粉污染百合新品种具有重要的实践意义。
发表在Journal of Advanced Research的论文对百合不同发育阶段花药木质化程度进行了研究，通过联合分析花药开裂转录组，筛选到了一个转录水平变化与药室内壁木质化进程相一致的转录因子，LoMYB26。对LoMYB26的功能鉴定，发现其促进百合药室内壁木质化并且能调控木质素相关合成酶基因LoPAL2、LoCOMT和Lo4CL2的表达。Y1H，EMSA，Dual-Luc实验结果表明LoMYB26可以直接结合LoCOMT启动子并激活其表达。基于实验室前期茉莉酸（Jasmonicacid，JA）促进花药开裂的研究结果（He et al., 2023, Scientia Horticulturae），我们猜测JA可能介导药室内壁木质化。花药中JA激素免疫原位结果暗示JA与药室内壁木质化存在关联。进一步的研究表明，Me-JA处理能促进百合药室内壁木质化并诱导LoMYB26和木质素相关合成酶的表达。此外，JA信号途径关键调控因子LoJAZ4与LoMYB2互作，共同参与调控JA介导的药室内壁木质化和花药开裂。基于以上结果，我们提出了LoMYB26与LoJAZ4相互作用参与JA介导的药室内壁木质化和花药开裂的工作模型：当具有生物活性的JA (JA- ile, Me-JA）积累时，LoJAZ4被降解，并释放转录因子LoMYB26；LoMYB26直接与LoCOMT启动子结合，激活其表达，促进木质素在花药内壁的沉积和花药内壁的次生增厚，促使花药适时开裂。
发表在Horticulture Research的论文中，我们鉴定到一个与百合GAMYB转录因子LoMYB65互作的蛋白LoBLH6，它定位于细胞核及细胞质中，表现出转录抑制活性，通过其BELL结构域与LoMYB65相互作用。LoBLH6在花药发育过程中持续表达，在中后期表达量尤其高。原位杂交结果显示，LoBLH6在绒毡层和小孢子中高表达，与LoMYB65具有相同的组织特异性。在百合中对LoBLH6进行沉默会导致花药发育异常、花粉数量减少以及GA含量增加。对百合施用GA所诱导产生的花药和花粉表型与LoBLH6沉默所产生的表型相似。进一步研究表明，LoBLH6能直接结合百合GA 20-oxidase1（LoGA20ox1）的启动子以抑制其表达，并且与LoMYB65共表达会增强这种抑制作用。此外，GA处理增强了LoBLH6与LoMYB65之间的相互作用以及它们所形成的复合体对靶基因的抑制效果。在百合花药中小孢子向成熟花粉粒转变的过程中，GA水平维持在一个稳定状态，而LoBLH6的沉默会破坏这种稳定状态，进而导致花粉发育异常。本研究揭示了LoBLH6与LoMYB65之间相互作用并通过对GA合成的反馈调节来调控花药发育的新机制，并发现了GAMYB在调控花药GA合成方面的新功能，为理解GA在植物花药发育中的作用提供了新视角。
上述系列研究不仅丰富了花药发育的理论知识，同时为培育无花粉污染百合新品种提供了优异基因资源和新思路，因此具有较高的理论意义和实践应用价值。
滕年军教授团队博士生方倩倩和已毕业硕士研究生潘雪为Journal of Advanced Research论文的共同第一作者，滕年军教授为通讯作者。团队成员吴泽副教授、钟山青年研究员徐素娟博士、博士生李婷、硕士生余俊朋、科辅何满参与了研究。本研究得到了国家重点研发计划项目、江苏省六大人才高层次人才项目、中央高校基本科研业务费专项资金和江苏省作物种质资源保存项目的支持。
团队硕士生余俊朋、吴泽副教授、已毕业硕士生刘昕月为Horticulture Research论文的共同第一作者，滕年军教授为通讯作者。团队成员钟山青年研究员徐素娟博士、博士生方倩倩、已毕业硕士生潘雪、科辅何满参与了该研究，北京林业大学林金星教授对本研究提供了大力支持。本研究得到了国家重点研发计划项目、江苏省种业振兴“JBGS”项目和江苏省农作物种质资源保护项目的支持。
Journal of Advanced Research的论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.04.005
Horticulture Research的论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhae339
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