近日，山东省农业科学院作物所小麦育种团队在植物科学领域期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF=10.5）上发表了题为“TaRIP2 positively regulates wheat pollen wall formation through MYB80-controlled lipid metabolism”的研究论文，解析了基因TaRIP2在转录因子MYB80的调控下，抑制脂类合成基因的表达，从而影响花药发育的机制，丰富了我们对小麦花药发育的理解，为杂交小麦育种提供了重要的不育系亲本和理论基础。
小麦（Triticum aestivum.L）作为全球及我国的重要粮食作物之一，其产量的稳定对保障全球粮食安全的可持续发展具有重要的意义。雄性不育是影响小麦籽粒产量的关键因素，同时也是开展杂交小麦生产与轮回选择育种的核心基础。深入研究小麦花药发育调控机制，可揭示雄性不育现象背后的生物学本质，对精确操控小麦育性、高效利用杂种优势具有重要意义。
该研究从小麦花药发育不同时期的转录组数据中筛选到在花药四分体时期特异表达的基因TaRIP2；利用基因编辑技术将TaRIP2基因敲除后，发现突变体的花药尺寸变小，颜色变白；可育花粉粒比例降低；但突变体的株型及雌蕊与野生型相比无显著变化。细胞学结构分析发现，在花药发育四分体时期后，突变体出现药室提前收缩，绒毡层薄且厚度不均，小孢子形态不规则且体积变小，成熟花粉粒数目减少；电镜结果显示，花粉外壁发育不良、表面光滑且缺乏纹饰，小孢子数目及内部细胞器数量减少，花粉粒表面光滑，乌氏体数量少。转录组结果显示：与野生型相比，rip2突变体花药的差异基因主要富集在花粉壁形成过程，且参与角质、木栓质、蜡质的生物合成及脂肪酸代谢途径中基因的表达量下调；BODIPY染色发现突变体花药内脂肪含量降低；脂肪酸含量测定显示，突变体花药中长链脂肪酸C16:0、C18:0和C18:2的含量升高；另外TaRIP2启动子含有MYB结合位点，LUC和EMSA实验证明TaRIP2基因受到MYB80调控。以上研究结果表明，TaRIP2在MYB80的调控下，通过抑制脂类合成基因，导致长链脂肪酸无法转换成角质，蜡质等脂类物质，从而影响花药发育。
作物所刘成研究员、李根英研究员为论文通讯作者，韩冉博士为论文的第一作者。该研究获国家重点研发计划（2023YFD1201005）和山东省重点研发计划（2023CXPT016-1和2025LZGC011）等项目的资助。全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70512。
