杨仲南课题组报道生长素响应因子ARF17调控拟南芥花药开裂的机制

花药的作用包括花粉的形成和花粉的释放。花药开裂花粉释放是植物生殖发育的关键环节之一，包括药室内壁细胞木质化以及裂口细胞降解过程。上海师范大学生命科学学院杨仲南课题组近日在Plant Physiology在线发表了题为“AUXIN RESPONSE FACTOR 17 directly regulates MYB108 for anther dehiscence”的研究论文(http://www.plantphysiol.org/ content/early/2019/07/25/pp.19.00576)。该项研究发现生长素响应因子ARF17是调控花药开裂的关键转录因子，揭示了ARF17对花粉形成和花药开裂的协同调控作用。

在该项研究中，通过ARF17突变体细胞学分析发现药室内壁完全不能木质化，表明ARF17是药室内壁细胞木质化的关键调控因子。进一步通过各种细胞、生化及遗传学实验发现，ARF17在花药内壁调控开裂相关转录因子MYB108的表达，参与到了花药内壁木质化的过程。花药发育过程中，小孢子母细胞经减数分裂产生的雄配子在花药中发育成成熟花粉，其外分别围绕着四层不同功能的体细胞，分别为绒毡层、中层、药室内壁和表皮细胞。此前该实验室发现，ARF17在小孢子母细胞减数分裂过程中调控花粉壁模式的形成(Yang et al., 2013, Plant Physiol, 162: 720-731)，以及在绒毡层细胞中调控其发育和功能(Wang et al., 2017, BMC Plant Biol, 17: 243)。因此，ARF17在花药发育过程中对小孢子母细胞、绒毡层细胞以及药室内壁细胞都起调控作用，协同调控花粉形成和花粉释放过程。此前，该课题组还揭示了作为孢子体世代的小孢子母细胞产生的生长素调控雄配子体（小孢子）的早期发育 (Yao et al., 2018, PLoS Genet, 14: e1007397)。

该研究工作的第一作者为上海师范大学的徐晓峰助理研究员（王博博士和冯翌峰硕士为共同第一作者）。该工作得到了国家自然科学基金委和上海市杨帆计划项目的资助。

ARF17、ARF8以及JA合成通路调控花药开裂模式图