JIPB | 华南农业大学农学院刘向东教授团队揭示热激蛋白NTRF1调控新型四倍体水稻育性的分子机制

多倍体水稻具有茎秆粗壮、籽粒增大等优势，但育性偏低是制约其应用的关键瓶颈。华南农业大学刘向东教授团队成功培育了高育性的新型四倍体水稻，并克隆了调控其育性的关键基因NTRF1。然而，NTRF1的分子调控机制尚不明确。本研究基于酵母双杂交、BiFC、LCI及Co-IP等实验，揭示了NTRF1（热激蛋白HSP101的新等位变异基因）通过与ABA信号核心激酶SAPK2互作，调节ABA水平与ROS积累，进而精准调控绒毡层细胞程序性死亡（PCD）及花粉发育的分子机制。研究发现，NTRF1功能缺失会导致花药中ROS稳态破坏、绒毡层PCD延迟及淀粉粒积累异常，最终引起花粉育性与结实率显著下降。外源ABA处理可部分恢复ntrf1突变体的结实率。该研究为多倍体水稻的遗传改良提供了重要的分子靶标与理论依据。