Plant Cell | 与在拟南芥中的功能相反，MYB21参与调控番茄雌性育性

　　在种子植物中，雌蕊和胚珠的发育与成熟对植物的成功繁殖至关重要，该过程受到植物激素的调节，如生长素和赤霉素可以调控雌蕊和果实的发育。此外，另外一组参与到花发育的重要激素是茉莉素（jasmonates，JAs，包括茉莉酸及其衍生物），它们是植物体内普遍存在的信号传导物质，在植物发育和胁迫响应中发挥重要作用。前人研究发现，JA不敏感突变体coi1（JA共受体CORONATINE INSENSITIVE1（COI1）突变）以及JA缺失突变体（JA的生物合成基因突变，如aos，opr3等）均表现为雄性不育【1】。在拟南芥coi1中过表达AtMYB21或在opr3中过表达AtMYB24可以在一定程度上恢复雄性育性【2】，表明这两种转录因子也在拟南芥雄蕊和花粉发育中起重要作用。

　　有意思的是，在番茄中的一种JA不敏感突变体jai1-1(jasmonic acid-insensitive1-1)是雌性不育的，用WT或jai1-1的花粉授粉时无种子产生。此外，jai1-1也表现出一些雄性生育缺陷，如花粉活力和萌发的减少，但是花粉的受精能力不受影响。结合jai1-1的雌性不育性及ALLENE OXID CYCLASE（AOC，一种JA生物合成酶）定位于胚珠的特点，表明JA的生物合成可能发生在胚珠中【3】。但是关于JA调控番茄育性的模式目前尚未完全了解。

　　近日，来自德国植物生物化学研究所的Bettina Hause等研究人员在The Plant Cell 在线发表了一篇题为Tomato MYB21 Acts in Ovules to Mediate Jasmonate-regulated Fertility的研究论文，揭示了转录因子MYB21参与调控番茄雌性育性的分子机制。

　　该研究通过对不同发育阶段WT和jai1-1突变体胚珠进行转录组分析，发现jai1-1中编码MYB转录因子的SlMYB21显著下调，其同源基因AtMYB21在JA调节的雄蕊发育中起重要作用。进一步的试验发现，SlMYB21在酵母中显示转录诱导活性。该研究通过TILLING方法筛选和CRISPR / Cas9基因编辑共产生3个Slmyb21突变体用以分析SlMYB21的功能。结果显示，三种突变体均表现出jai1-1突变体胚珠的表型，并且其JA和JA-Ile水平显著降低，表明 SlMYB21 对JA生物合成具有正调控作用，与其在拟南芥中的功能相反。而进一步的转录分析则表明一部分JA调节的基因也受SlMYB21的调节。此外，该研究还发现，JA和MYB21负调控赤霉素和生长素的合成，从而在受精前防止果实发育。总之，该研究揭示了MYB21在JA介导的番茄育性中的作用。

　　茉莉酸和SlMYB21调节番茄胚珠发育的模型

　　参考文献

　　【1】Browse, J. (2009a). The power of mutants for investigating jasmonate biosynthesis and signaling. Phytochemistry 70, 1539-1546.

　　【2】Huang, H., Gao, H., Liu, B., Qi, T., Tong, J., Xiao, L., Xie, D., and Song, S. (2017). Arabidopsis MYB24 regulates jasmonate-mediated stamen development. Front. Plant Sci. 8.

　　【3】Li, L., McCaig, B., Wingerd, B., Wang, J., Whaton, M., Pichersky, E., and Howe, G. (2004). The tomato homolog of CORONATINE-INSENSITIVE1 is required for the maternal control of seed maturation, jasmonate-signaled defense responses, and glandular trichome development. Plant Cell 16, 126-143.

　　http://www.plantcell.org/content/early/2019/03/20/tpc.18.00978