寒冷触发的肽信号,助花粉抗寒、保丰收

作者: aeks | 发布时间: 2026-06-04 03:04 | 更新时间: 2026-06-04 03:04

学科分类: 作物学 农业工程 植物保护

寒冷触发的肽信号,助花粉抗寒、保丰收
寒冷触发的肽信号,助花粉抗寒、保丰收

寒冷天气常导致农作物大幅减产,而气候变化又加剧了寒潮的频次与不可预测性,因此培育耐寒作物尤为迫切。其中,开花期低温引发的花粉败育和生殖失败,是产量损失的主要原因。但花粉发育过程中耐寒性的分子机制一直不清楚。本研究在番茄中鉴定出两个对低温响应的小信号肽——SlRGF9和SlRGF10(属于RGF–GLV–CLEL小肽家族)。当这两个基因功能丧失后,番茄在正常条件下生长正常,但遭遇低温胁迫时就会出现大量花粉败育。进一步研究发现,这两个小肽能被细胞膜上的受体复合物识别:由富含亮氨酸重复序列的类受体激酶SlRGFR6与SERK蛋白共同组成。该受体复合物结合SlRGF9/10后,会激活环核苷酸门控钙通道(CNGC),促使钙离子快速内流;这一钙信号可延缓低温诱导的程序性细胞死亡,确保花药绒毡层适时降解,从而为小孢子(未来发育为成熟花粉)提供必要营养支持。在番茄中适度增强SlRGF9/10的表达,可将低温造成的产量损失降低最多达52%。更重要的是,这条小肽信号通路在双子叶植物(如番茄、拟南芥)和单子叶植物(如水稻、小麦)中均保守存在:在水稻中上调其同源基因RGF,同样显著提升了花粉耐寒性,并挽回了18.3%的稻谷产量损失。综上,本研究揭示了一条调控花粉耐寒性的核心小肽信号轴,为应对气候变冷威胁、保障粮食稳产提供了新思路和实用技术路径。

DOI: 10.1038/s41586-026-10603-7

标签: 作物抗逆育种 小肽信号 绒毡层 花粉耐寒性 钙信号通路

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