6月27日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Plant Physiology 在線(xiàn)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所何玉科研究組題為microRNA166 monitors SPOROCYTELESS/NOZZLE (SPL/NZZ) for building of the anther internal boundary 的研究論文。
　　雄蕊（stamen）是開(kāi)花植物重要的生殖器官之一，由頂端的花藥（anther）和基部的花絲（filament）組成。許多基因參與對(duì)花藥發(fā)育的調(diào)控，它們之間相互協(xié)調(diào)、相互制約，形成了一個(gè)復(fù)雜而有序的基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)控花藥形成、小孢子囊發(fā)育、花粉形成、花粉開(kāi)裂等生物學(xué)過(guò)程。在諸多參與花藥發(fā)育的基因中，SPOROCYTELESS/NOZZLE（SPL/NZZ）是調(diào)控小孢子囊早期發(fā)育的中樞因子，參與孢原細(xì)胞的早期增殖和分化過(guò)程；WUSCHEL（WUS）被報(bào)道調(diào)控花藥開(kāi)裂和隔膜細(xì)胞發(fā)育的基因。
　　何玉科研究組發(fā)現(xiàn)miR166g過(guò)量表達(dá)的半顯性突變體jabba-1D（jba-1D）花藥發(fā)育存在嚴(yán)重缺陷，小孢子在花藥中側(cè)軸的異位形成導(dǎo)致開(kāi)裂區(qū)缺失以及內(nèi)外側(cè)小孢子囊的融合。在花藥發(fā)育過(guò)程中，miR165/6靶基因PHB的表達(dá)重排定義了SPL/NZZ和WUS空間排布，控制了小孢子發(fā)生、內(nèi)外側(cè)小孢子囊邊界和開(kāi)裂區(qū)的形成。RNA原位雜交結(jié)果顯示與野生型相比，PHB的表達(dá)在jba-1D中減弱，SPL/NZZ在中側(cè)軸內(nèi)外小孢子囊邊界區(qū)異位表達(dá)，而本應(yīng)在中側(cè)軸表達(dá)的WUS則檢測(cè)不到任何雜交信號(hào)；相比之下，miR165/6靶基因PHB的功能獲得性突變體phb-7D中PHB表達(dá)增強(qiáng)，SPL/NZZ表達(dá)區(qū)域縮減；WUS表達(dá)增強(qiáng)，在部分花藥內(nèi)側(cè)某個(gè)角落異位表達(dá)，而該角落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)發(fā)育受阻的現(xiàn)象。
　　為了進(jìn)一步揭示miR165/6靶基因PHB與SPL/NZZ之間的遺傳關(guān)系，獲得了phb-7D jba-1D、phd-7D spl和 phd-7D spl-D/+雙突變體。掃描電鏡顯示phb-7D回復(fù)了jba-1D的花藥不開(kāi)裂表型；半薄切片顯示phb-7D jba-1D雙突變體花藥內(nèi)外側(cè)小孢子囊之間能夠形成分隔。phd-7D spl展現(xiàn)出與spl相似的花藥缺陷，而phd-7D spl-D/+則部分回復(fù)phb-7D的表型，表明SPL/NZZ對(duì)PHB具有遺傳上位性。凝膠阻滯實(shí)驗(yàn)表明PHB直接結(jié)合SPL/NZZ的啟動(dòng)子。染色質(zhì)免疫共沉淀的結(jié)果證實(shí)PHB在體內(nèi)可以分別與SPL/NZZ和WUS的啟動(dòng)子結(jié)合。糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)表達(dá)體系結(jié)果顯示PHB受誘導(dǎo)表達(dá)后抑制下游基因SPL/NZZ的表達(dá)，激活WUS基因的表達(dá)。因此，在花藥發(fā)育過(guò)程中miR165/6靶基因PHB分別通過(guò)調(diào)控下游基因SPL/NZZ和WUS的空間分布決定了小孢子發(fā)生、內(nèi)外側(cè)小孢子囊邊界和開(kāi)裂區(qū)的形成（如圖）。
　　分子植物卓越中心李曉榮和練恒為該論文的共同第一作者，何玉科為通訊作者。該研究得到科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的經(jīng)費(fèi)資助。
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　　miR165/6調(diào)控花藥內(nèi)外小孢子囊邊界形成的模式圖