近期，山东省农业科学院果树所仁果育种与栽培创新团队在Journal of Integrative Agriculture（中科院1区Top期刊，IF=4.384）在线发表了题为“Identification and functional analysis of arabinogalactan protein expressed in pear pollen tubes”的研究论文。该研究首次分离鉴定了梨花粉管中表达的阿拉伯半乳聚糖蛋白（ Arabinogalactan - proteins, AGPs ）基因，并且验证PbrAGP1和PbrAGP5对花粉管生长的调控作用。
AGPs在植物中普遍存在，参与植物生长发育的多个过程，包括体细胞胚胎发生、细胞增殖、扩张、程序性死亡、植物激素信号传导等，尤其在植物有性生殖发育过程中发挥重要作用。已从拟南芥、油菜等植物中鉴定和发现AGP基因参与有性生殖过程，但梨中关于AGP基因家族的研究相对较少，具体的生物学功能尚不清楚。
本研究主要以主栽白梨品种‘砀山酥梨’为研究试材，对梨花粉管中表达的PbrAGPs基因进行全面鉴定并探究其对花粉管生长的影响。共鉴定到187个梨花粉中表达的PbrAGP，结合转录组分析发现38个PbrAGPs在花粉中特异性表达。采用组织定位和荧光定量分析基因的表达模式发现，多数PbrAGPs非特异性的在花粉中表达，并且其表达模式与RPKM值的表达趋势一致。此外，进一步构建系统发育树来筛选参与调控梨花粉管生长的PbrAGPs基因。因此，共选取了19个PbrAGPs （PbrAGP1~PbrAGP19）来验证其对花粉管生长的影响。原核表达纯化19个PbrAGP-His重组蛋白，体外处理梨花粉，发现共11个PbrAGP-His重组蛋白可显著促进梨花粉管生长。此外，通过反义寡核苷酸技术抑制花粉管中PbrAGPs的表达，发现抑制PbrAGP1和PbrAGP5的表达水平后，可以显著抑制梨花粉管的生长。本研究主要鉴定了梨花粉中表达的PbrAGPs基因，为探索其在花粉管生长中的作用奠定了基础。
果树所仁果育种与栽培创新团队焦慧君博士为该文章的第一作者，王少敏研究员和魏树伟副研究员为该文章的通讯作者。该研究得到国家梨产业技术体系、山东省农业科学院创新工程、山东省果树研究所青年基金和山东省自然科学基金等项目资助（撰写：焦慧君 魏树伟 核稿：沈广宁）
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.02.007
18926578588