梨树呼吸爆发氧化酶同源蛋白PbRbohD1通过调控柱头活性氧水平控制花粉管生长的分子机制

来自国内的研究人员针对梨树柱头活性氧(ROS)来源不明的科学问题，通过鉴定呼吸爆发氧化酶同源蛋白(Rboh)PbRbohD1，揭示了其与ROP蛋白PbrROP2互作激活ROS产生的分子通路。研究发现抑制ROS可促进自花花粉管生长，为提高授粉效率和坐果率提供了新思路。

　　

开花植物柱头中活性氧(ROS)的积累对有性生殖至关重要。梨树(Pyrus bretschneideri)研究发现，其呼吸爆发氧化酶同源蛋白(Rboh)PbRbohD1是调控柱头ROS水平的关键因子。采用反义寡核苷酸(as-ODN)技术敲低PbRbohD1后，柱头ROS水平显著降低。互作分析显示，PbRbohD1的N端区域与柱头ROP蛋白PbrROP2相互作用，两者共定位于质膜上。PbrROP2能激活PbRbohD1蛋白功能，进而刺激ROS产生。当敲低PbrROP2时，柱头ROS水平急剧下降。这表明在梨树柱头发育过程中，PbrROP2和PbRbohD1协同调控ROS水平。使用ROS抑制剂Na-SA降低柱头ROS水平后，自花花粉管在花柱中的生长速度加快，坐果率显著提高。该研究揭示了调控柱头ROS水平的信号通路，为改善授粉效率和坐果率提供了生理学基础。