Horticulturae|我院苹果逆境生物学与简约栽培技术研究团队在石榴胚珠发育领域取得新进展

       近日，我院苹果逆境生物学与简约栽培技术体系研究团队在期刊Horticulturae在线发表了题为“Exploring MicroRNAs Associated with Pomegranate Pistil Development: An Identification and Analysis Study”的研究论文，挖掘石榴胚珠发育过程中差异表达miRNAs，为在转录后调控水平上探究石榴胚珠发育机制研究奠定基础。         石榴是我国重要果树与经济林树种，属千屈菜科石榴属，因其富含安石榴苷等特有多酚类物质而被誉为“超级保健水果”。石榴花有完全花和不完全花两种类型，完全花基部明显膨大，外形筒状，可发育成果实；而不完全花雌蕊败育，基部较小，外形钟状，花后脱落，不结实。石榴花为两性花原基，不完全花雌蕊败育是由于胚珠发育异常所致。据调查统计，石榴不完全花占总花量比为60.0% ~ 94.9%，是落花落果、坐果率低和养分流失的主要原因。因此，研究石榴花胚珠发育机理有助于提高石榴果实产量与品质，对石榴高效、优质生产具有重要的科学与实践意义。
植物miRNAs是一类重要的非编码RNA，具有调控植物生长发育等重要功能。miRNA通常通过在转录水平剪切靶基因实现功能其调控，确定靶基因成为研究miRNA的重要内容。探讨miRNA的靶基因及其在花器官分化过程中的作用，可以全面揭示植物花器官分化机制。
前期研究通过对不同发育阶段石榴胚珠发育形态的观察，确定石榴胚珠发育的关键时期，本研究以花蕾纵径为5.0 mm - 10.0 mm（胚珠发育初期，Ⅰ）、10.1 mm - 13.0 mm（胚珠败育关键时期，Ⅱ）和13.1 mm - 18.0 mm（胚珠发育成熟期，Ⅲ）的完全花雌蕊和不完全花雌蕊为试验材料进行组学测序工作，从转录后调控水平上挖掘与花器官发育相关的miRNA，为探究石榴胚珠发育机制研究奠定基础。
研究通过对石榴完全花和不完全花的三个发育阶段的miRNA测序及分析发现，保守miR156、miR157、miR159、miR160、miR164、miR165、miR166、miR167、miR169、miR172和Novel 41、Novel 95、Novel 111、Novel 178、Novel 312、Novel 391、Novel 437、Novel 472在石榴胚珠发育过程中差异表达。差异表达miRNAs的靶基因预测、功能富集分析、表达趋势和关联分析等结果表明，石榴新鉴定的Novel 41、Novel 95、Novel 111、Novel 178和保守miR160、miR164及miR172是参与石榴胚珠发育过程的重要调控因子。  
       河南农业大学园艺学院青年教师赵玉洁博士为该研究第一作者，郑先波教授为通讯作者。该研究获得河南省现代农业产业技术体系项目（HARS-22-09-Z2）的资助。
 
郑先波教授团队介绍：
       苹果逆境生物学与简约栽培技术研究团队主要在苹果抗逆种质资源鉴定、基因挖掘与种质创新；苹果病毒快速检测体系创建及绿色防控；苹果树型（柱状、不定根）形成的分子机理与调控；苹果果实品质形成、激素代谢与调控等领域开展研究。团队承担国家自然科学基金项目5项、国家重点研发计划子课题、国家林业局科技推广项目、河南省现代农业产业技术体系项目、中央财政林业科技推广项目、河南省重大科技专项、河南省科技攻关项目、河南省高等学校重点科研项目、河南农业大学青年英才项目等项目20余项。（撰文/赵玉洁 审核/胡建斌、毛会坡 发布/徐宛玉）
 
文章链接：https://doi.org/10.3390/horticulturae10010085