2024年3月22日,我院李东霄教授在Plant, Cell & Environment发表了题为“Regulation of carbohydrate metabolism during anther development in a thermo‐sensitive genic male‐sterile wheat line”的研究论文,揭示了碳水化合物代谢在调控温敏雄性不育系小麦BNS花药发育中的作用及花粉败育的分子机制。
该研究表明,在花药发育不同阶段,糖类物质的主要运输方式、主要代谢部位存在较大差异。果聚糖是小麦花药中主要贮藏的多糖,其合成和再活化对小麦花药发育至关重要,花粉中淀粉形成和积累、大液泡命运与此密切相关。该研究显示,低温干扰了BNS花药的正常生理代谢,其中果聚糖合成和再活化的调控异常是导致花药败育的决定性事件。花粉败育表现出糖饥饿和淀粉积累受损的共同特征,是由于从小孢子晚期开始TaSUT1和TaIVR1下调抑制了Suc转运的质外体途径所致。
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图1 小麦花药发育过程中Suc转运和碳水化合物代谢示意图 |
生命科学学院硕士研究生高焕庭为第一作者,生命科学学院李东霄教授,小麦中心茹振钢教授和河南农业大学李成伟教授为通讯作者。本研究获得了河南省科技攻关项目(No.172102110025,202102110003)、河北省自然科学基金项目和河北农业大学博士学科点专项研究基金项目等资助。
初审/李增强 复审/李志刚 终审/杨天佑