JIA | 山东省果树研究所仁果育种与栽培创新团队王少敏课题组 梨花粉管中表达的AGP蛋白的鉴定和功能分析

阿拉伯半乳聚糖蛋白 (Arabinogalactan-proteins, AGPs) 在植物中普遍存在，参与植物生长发育的多个过程，包括体细胞胚胎发生、细胞增殖、扩张、程序性死亡、植物激素信号传导等，尤其在植物有性生殖发育过程中发挥重要作用。已从拟南芥、油菜、月见草等植物中鉴定和发现AGP基因参与有性生殖过程，但梨中关于AGP基因家族的研究相对较少，具体的生物学功能尚不清楚。

该研究对梨花粉管中表达的PbrAGPs基因进行全面鉴定并探究其对花粉管生长的影响。共鉴定到187个基因在梨花粉中表达，通过转录组分析发现38个PbrAGPs在花粉中特异性表达。采用组织定位和荧光定量分析两组基因的表达模式发现，多数的PbrAGPs非特异性的在花粉中表达，并且这些基因的表达模式与RPKM值的表达趋势一致，这也表明PbrAGPs参与花粉管的生长发育过程。此外，构建系统发育树来全面鉴定参与调控梨花粉管生长的PbrAGPs基因。因此，共选取了19个PbrAGPs (PbrAGP1~PbrAGP19) 来验证其对花粉管生长的影响。原核表达纯化19个PbrAGP-His重组蛋白，用其体外处理梨花粉，发现共11个PbrAGP-His重组蛋白可显著促进梨花粉管生长。此外，通过反义寡核苷酸技术抑制花粉管中PbrAGPs的表达，发现抑制PbrAGP1和PbrAGP5的表达水平后，可以显著抑制梨花粉管的生长。PbrAGP1和PbrAGP5定位于质膜，并且对花粉管细胞壁果胶的分布基本没有影响。本研究主要鉴定了梨花粉中表达的PbrAGPs基因，为探索其在花粉管生长中的作用奠定了基础。

山东省果树研究所仁果育种与栽培创新团队王少敏研究员和魏树伟副研究员为该文章的通讯作者，焦慧君助理研究员为该文章的第一作者。该研究得到国家梨产业技术体系 (CARS-28-37)，山东省农业科学院创新工程 (CXGC2022E21)、山东省果树研究所青年基金 (GSS2022QN11) 和山东省自然科学基金 (ZR2019BC075, ZR2020MC141, ZR2021MC177) 的资助。

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https://doi.org/10.1016/j.j‍ia.‍2‍0‍23.02.007