完成单位：山东农业大学
完成人员：张彦、李厦、谢洪涛
获奖情况：2015年山东高校优秀科研成果奖二等奖
项目简介：活性氧（ROS）参与真核生物多种细胞的PCD进程，但花药绒毡层中活性氧的产生机制以及其对于花粉发育的控制机制还不清楚。此外，产生活性氧的NADPH氧化酶定位于质膜上，可能参与绒毡层和雄配子体间的交流。因此，申报人首先利用公共的花药转录组数据，发掘出两个可能在花药绒毡层中表达的编码NADPH氧化酶的基因（RBOH）。通过多种手段验证了该基因的时空特异性表达后，申请人对该基因进行了反向遗传学分析。通过构建功能丧失性突变体和功能获得性突变体，发现这两个基因功能的丧失破坏了拟南芥花药发育过程中ROS的时空特异性变化，造成绒毡层PCD延迟、花粉败育。而过量表达RBOH同样造成花粉败育，但其原因和功能丧失性突变相反，即绒毡层死亡提前。进一步研究表明，绒毡层NADPH氧化酶基因的表达受到两个绒毡层关进转录因子的调控，从而将控制绒毡层PCD的转录因子网络和活性氧的产生联系起来，建立了RBOH基因和已知的绒毡层转录调控网络间的遗传关系。研究结果为创制作物雄性不育材料提供了重要信息。研究结果发表在国际植物学顶尖的研究期刊Plant Cell上。