無融合生殖是一種不需要雌、雄配子結合而直接由母本產生後代的生殖方式。這種生殖方式決定了母本與後代具有相同的遺傳物質，能夠極大的保留母本的優良性狀，在農業育種中具有重要的應用價值。花椒(Zanthoxylum bungeanum)是芸香科重要經濟樹種之一，其果皮通常被作為調味品和中藥。目前，花椒具有無融合生殖特性的證據不明確，其分子調控機制尚不清楚。

近日，Horticulture Research線上發表了西北農林科技大學林學院魏安智教授團隊題為ZbAGL11, a class D MADS-box transcription factor of Zanthoxylum bungeanum, is involved in sporophytic apomixis的研究論文。

該研究透過細胞學觀察、分子標記以及倍性鑑定等手段證明花椒具有無融合生殖特性，並篩選參與無融合胚胎發生的候選基因並進行驗證。MADS-Box轉錄因子家族廣泛參與調控植物的生長髮育，特別是對花器官發育的調控起到關鍵作用。研究者基於基因表達水平的檢測和細胞學分析，發現ZbAGL11是D類MADS-Box轉錄因子家族成員，在花椒無融合生殖胚胎髮育關鍵階段表達水平顯著上調。

為了進一步研究ZbAGL11與無融合生殖的關係，研究者對花椒本體和擬南芥進行了轉基因功能驗證。結果顯示，ZbAGL11可引起擬南芥花器官發育障礙，未授粉的ZbAGL11-OE擬南芥產生可育後代出現無融合生殖表型。此外，作者研究發現，ZbAGL11的過表達提高了花椒離體培養的愈傷組織的誘導率。

Fig. 1: Development of apomictic embryo sacs in Zanthoxylum bungeanum.

Fig. 4: Phenotype and physiology in transgenic Arabidopsis.

Fig. 5 Wild type (Col-0) and ZbAGL11-OE Arabidopsis embryonic development.

西北農林科技大學林學院博士生費希同為論文第一作者，魏安智教授為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃(2018YFD1000605)的支援。

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https://www.nature.com/articles/s41438-020-00459-x

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2019年中科院期刊分割槽（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。