我院秦源教授团队在《Horticulture Research》发表菠萝配子发育研究进展

  发布时间: 2021-11-01   信息员:


    菠萝又称凤梨(Ananas comosus (L.) Merr.)是一种著名的热带水果,具有丰富营养和药用价值,兼具较高的观赏性。作为凤梨科的一员,菠萝在系统演化上位于水稻、高粱等谷类作物基部。由于高度自交不亲和性,菠萝新品种通常需要花费大约15年的时间。随着经济社会的不断发展,种植户、供应商和消费者对提高菠萝水果质量和其他农艺性状的要求也不断增加。因此,了解菠萝生殖生物学过程,使用新的遗传、基因组和生物技术工具并开发先进的育种技术来培育新品种显得非常重要。菠萝具有顶生花序,每个花序含有近百朵小花(Fig 1),菠萝基因组已经被解析,转化体系和CRISR-Case9基因编辑技术也日益成熟,使得菠萝成为研究水果作物生殖细胞系发育分子机制的理想系统。



    近日,Horticulture Research在线发表了新2会员网站秦源教授团队题为Characterization of germline development and identification of genes associated with germline specification in pineapple的研究论文。

Figure 1. Phenology of pineapple flower.


    本研究利用胼胝体染色、DIC显微观察、组织切片等细胞学和整体免疫定位分析追踪了菠萝大孢子母细胞特化和雌配子体发育过程(Fig 2)。通过染色体展片,半薄切片等细胞学手段观察了菠萝小孢子母细胞减数分裂过程,明确了菠萝雌雄配子体发育的时间轴。此外,根据菠萝生殖细胞系的发育过程,结合比较转录组学分析鉴定了 229 个优势表达于菠萝胚珠大孢子母细胞 (MMC)发育阶段的基因和 478 个优势表达于菠萝花药小孢子母细胞 (PMC) 发育阶段的基因。系统分析了AG-NZZ/SPL调控网络RdDM通路、染色质重塑、细胞周期调控因子和菠萝生殖细胞系优势表达基因的表达模式、探讨了其可能的生物学功能和相关调控途径。该研究为探索菠萝生殖细胞系发育提供了方便的细胞学参考,并为阐明作物生殖细胞系特化机制研究提供了分子基础。

Figure 2. Female gametophyte development in pineapple.


    新2网址新2备用网管理2018届博士研究生赵丽华(现为瑞典农业大学博士后), 2020届硕士刘丽萍(现为德国雷根斯堡大学博士生)和2018级博士生刘燕辉为该论文的共同第一作者,秦源教授为该论文通讯作者。广西农业科学院园艺研究所王小媚副研究员和瑞典农业大学Adrien Sicard博士参与本项研究工作。该研究得到了福建省科技计划项目(2019N5008)、广西科技重大专项(2018-266-Z01)、国家自然科学基金(31970333U1605212)、广西特聘专家项目,广西科技重大项目和优势特色水果生态高效栽培技术研究与应用(AA17204097-6)的资助。


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