西北农林科技大学葡萄种质资源与育种团队发现VvHDZ28 调控无核白葡萄种胚败育的分子机理

葡萄是世界重要的经济果树，大粒优质无核是鲜食葡萄的主要育种目标。无核葡萄深受广大消费者的喜爱。葡萄种质资源中无核葡萄有两种类型，单性结实（不经过授粉受精发育成果实）和假单性结实（经过正常的授粉受精，种胚发育过程中胚败育）。葡萄无核育种和生产中主要利用假单性结实的胚败育类型葡萄品种，如无核白葡萄（Thompson Seedless）。然而，无核葡萄胚败育形成的分子机理尚不明确。

近日，植物学权威期刊Plant Biotechnology Journal在线发表了西北农林科技大学徐炎教授、王跃进教授课题组题为《VvHDZ28 positively regulate SA biosynthesis during seed abortion in Thompson Seedless》的研究论文。
本研究以假单性结实无核葡萄无核白和有核葡萄黑比诺为材料，在葡萄授粉受精后20、30、40和50天分别取样，进行组织学分析。确定无核白葡萄种胚发育30~40天为败育关键时期（图1）

通过无核白和黑比诺葡萄胚珠发育不同时间转录组测序分析，获得6442个差异表达的基因，其中，无核白葡萄胚珠SA合成途径关键基因VvEDS1和VvSARD1的表达明显较高；与有核葡萄品种‘黑比诺’相比，无核葡萄品种‘无核白’葡萄胚珠中内源SA含量高5倍以上（图2）。

进一步研究发现有核黑比诺葡萄SARD1和EDS1启动子区域的H3K27me3甲基化修饰抑制VvEDS1和VvSARD1基因的表达和黑比诺葡萄胚珠SA低含量相关。

作者进一步研究发现VvHDZ28 只结合VvEDS1基因启动子区域，正调控VvEDS1基因的表达。VvHDZ28 在番茄中过表达导致番茄植株、果实中SA含量增加，番茄果实出现无籽表型（图3）。