梨栽培与育种团队在梨单性结实形成机制研究方面取得新进展

近日，安徽省农科院园艺研究所梨栽培与育种团队在国际权威期刊《Horticulture Research》（中科院1区TOP期刊）发表了题为“PbDELLA-PbMYB56-PbCYP78A6 Module Regulates GA4+7-Induced Pseudo-Embryo Development and Parthenocarpy in Pear (Pyrus bretschneideri)”的研究论文，该项研究揭示了梨单性结实新机制。

单性结实是指子房不经过受精作用而形成无籽果实的现象。单性结实可以获得可食率高的无籽果实，免除人工授粉，在绝大多数品种自花不实的梨种植有重要的研究价值和生产意义。前期研究表明，GA4+7诱导砀山酥梨单性结实，PbCYP78A6作用于赤霉素下游通过激活细胞增殖参与单性结实形成，然而赤霉素如何影响PbCYP78A6的转录调节机制还不清楚。

本研究发现，外源GA4+7能够诱导子房发育的同时，子房内未经授粉的胚珠也显著发育形成“假胚”，因此推测“假胚”的发育能够替代受精作用促进果实发育。利用酵母单杂交筛库筛选到PbCYP78A6上游转录因子PbMYB56，且在胚珠中特异表达。结合番茄中过表达PbMYB56和沉默番茄中PbMYB56的同源基因SlMYB56证明了PbMYB56不仅对胚珠的发育起到积极的作用且能够导致单性结实的发生，这暗示了调控胚珠发育基因的功能能够替代受精作用促进果实发育。进一步研究证明了PbMYB56和赤霉素信号转导核心抑制因子PbDELLA互作，这种相互作用抑制了PbMYB56对PbCYP78A6的转录激活作用。共表达PbMYB56和PbDELLA阻碍了单独过表达PbMYB56导致的单性结实、促进果实发育和种子增大的能力。以上研究结果表明赤霉素通过影响PbMYB56对PbCYP78A6的转录诱导梨“假胚”和单性结实发育，为梨单性结实机理研究、种质改良提供了理论支撑。

图1 PbMYB56在梨幼果和愈伤组织中通过激活PbCYP78A6促进细胞活力和增殖

图2  PbDELLA-PbMYB56-PbCYP78A6作用模式图

梨栽培与育种团队张海奇博士为论文的第一作者，西北农林科技大学徐凌飞教授为通讯作者，安徽省农业科学院农业农业部园艺作物种质创制与利用重点实验室（部省共建）为完成单位之一。本研究得到现代农业（梨）产业技术体系CARS-28（China Agriculture Research System）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf021