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番茄多细胞腺毛调控机制研究获得新进展

南湖网讯(通讯员 袁林)7月6日,Plant Journal在线发表了我校园艺林学学院科研团队在番茄多细胞腺体毛形成调控方面的研究论文“Hair, encoding a single C2H2 zinc finger protein, regulates multicellular trichomes formation in tomato”。常江博士为论文第一作者,叶志彪教授和杨长宪副教授为论文通讯作者。

茸毛作为植物体最外层结构,具有很好的抗虫防病毒作用。腺体毛由于具有化学抗性和物理抗性双重特性,越来越受到各国科学家的重视。该团队多年来致力于解析番茄多细胞腺体毛形成的分子机制研究。前期首次克隆并鉴定了番茄多细胞表皮毛形成的关键基因Wo,并发现该基因与细胞周期蛋白基因SlCycB2 直接互作共同调控番茄腺毛的形成。

本研究在此基础上,利用全基因组关联分析和图位克隆分离了控制番茄腺体毛形成的另一个关键基因——H(Hair) 基因。H基因编码一个C2H2锌指蛋白,超量表达该基因会导致表皮毛显著增加,抑制该基因的表达会使I型腺体毛缺失。另外,分别干涉H基因或者Wo基因可以抑制I型腺体毛的形成,而且pull-down和酵母双杂交实验结果证实两者之间存在直接的相互作用。除此之外,在烟草中表达番茄H基因,或者番茄中表达辣椒和烟草中的同源基因均可以促进表皮毛的形成,说明H基因可能是茄科植物多细胞腺体毛形成的关键保守基因。

这一系列研究揭示了番茄多细胞腺毛可能不同于拟南芥单细胞茸毛形成的分子机制,为进一步利用多毛性状培育抗虫番茄新品种奠定了关键基础。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。

审核人:杨长宪

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14018