再登Science！福建农林大学吴双团队揭示番茄闭花授粉结构形成的调控机制

春华秋实、开花结果是大自然最根本的规律。目前，地球上大约90%的现代植物都是开花植物。为了繁殖，植物的花朵中会产生花粉。当花粉落到花的柱头上，植物便开始受精，并产生果实和种子。

给开花植物授粉对我们人类意义重大，授粉是现代农业杂交和育种最基本的技术。早在几千年前古埃及的墓里，就有图像显示法老手持花序给另一朵花授粉。除了人工授粉外，在自然界中，植物有各种各样的途径完成授粉，可以通过蜜蜂、蝴蝶等昆虫，也可以靠风来传播授粉，可以授粉的甚至还包括蝙蝠、鸟类等动物。尽管授粉途径多种多样，植物授粉总体上有两种形式：自花授粉和异花授粉。

尽管达尔文称异花授粉是一个普遍的自然法则，推动植物间基因的交流和进化，仍然有约五分之一的被子植物进行自花传粉。自花授粉有利于群体的遗传稳定性，保留优势性状，尤其在驯化的作物中，有利于形成新的品种。因此很多常见的作物，包括水稻、小麦、豆类、花生、土豆、番茄等都是自花授粉植物。

番茄（Solanum lycopersicum）是茄科植物中少数由开花授粉转变为闭花授粉的园艺植物之一。当番茄的近缘种进化成为番茄属时，其花的结构发生改变，产生花粉的花药逐渐形成闭合结构。其后，当野生番茄被驯化成现代栽培番茄中，番茄花的结构进一步发生改变，形成完全包裹花柱的闭合桶状花药结构。这种转变使得番茄完全自花授粉，其结实率相比野生番茄显著提高，但目前对于番茄闭花授粉方式形成的机制仍然不完全清楚。

近日，福建农林大学吴双教授团队在Science期刊在线发表了题为“HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato（番茄通过调控HD-Zip蛋白的表达促进闭花授粉结构的形成）”的研究论文，在番茄上首次解析植物通过形成特殊表皮毛，改变花的结构，进而改变授粉方式的分子机制。

该研究解析了植物通过调控表皮毛的发育改变花器官的结构，这可为未来改造植物授粉方式，增加结实率和提高植物的逆境适应力，以及未来转基因作物的安全控制提供重要参考。