上海师范大学楼悦 | 花药绒毡层发育及调控的分子研究进展

植物花药绒毡层为成熟花粉形成供给必需的营养、原料和能量。农业生产上，雄性不育是重要的农艺性状，也是杂交制种的基础。因此，开展花药绒毡层发育及调控的分子机理研究，为创制新型雄性不育系、提升我国农作物设计育种能力提供理论依据。

近日，上海师范大学楼悦研究员应《中国科学：生命科学》“青年科学家专栏”邀请，撰写题为“花药绒毡层发育及调控的分子研究进展”的评述文章。综合近期研究成果，系统地阐述了绒毡层发育的分子基础，并对重要的生物学过程进行了讨论与展望。

该综述以花药绒毡层发育进程为脉络，重点介绍绒毡层发育各阶段的关键生物学事件，对绒毡层发育调控基因的生物学功能及分子通路进行总结与概述。

绒毡层发育的分子调控模式图

文章内容览概

1 绒毡层细胞形成

1.1 EMS1-TPD1-SERK1/2信号转导途径

1.2 EMS1-TPD1-SERK1/2信号激活转录因子BES1

1.3 β-碳酸酐酶——EMS1直接作用的信号分子

2 绒毡层细胞特化

2.1 绒毡层由细胞分裂转向细胞特化的调控通路

2.2 绒毡层细胞壁的完整性

2.3 绒毡层内膜系统细胞器和分泌途径

3 绒毡层细胞程序性死亡

3.1 半胱氨酸蛋白酶促进绒毡层PCD

3.2 ROS内稳态调控绒毡层PCD

3.3 表观遗传修饰调控绒毡层PCD

3.4 质体发育与绒毡层PCD

4 绒毡层与花药各层的协同合作

4.1 CIF-GSO信号转导途径作用于绒毡层、中层和小孢子

4.2 PXL1-CLE19-SERKs信号转导途径作用于绒毡层和小孢子

4.3 ZmMs33/ZmGPAT6作用于绒毡层和内皮层

5 总结与展望

作者简介

楼悦，上海师范大学研究员，博士生导师。2023年获得国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”资助。主要研究领域集中在植物雄性生殖发育。目前，对绒毡层发育的分子机制以及植物育性的调控机制展开系统解析。近年来，在Nature Plants, Nature Communications, Molecular Plant, Plant Cell, New Phytologist, PLoS Genetics等专业期刊上发表多篇论文。