中国农业科学｜河南农业大学何松林课题组探究SnRK2.6对芍药远缘杂交花粉管生长的影响及对ABA的响应

芍药（Paeonia lactiflora）与牡丹（Paeonia suffruticosa）同属于芍药科芍药属，其花大色艳，品种丰富，是我国著名的观赏花卉。然而，天然的近亲杂交和无性繁殖导致其品种退化现象严重，限制了芍药属种质资源的开发和利用效率。远缘杂交是植物种质创新的重要手段，芍药属远缘杂交后代具有明显的杂种优势，其抗逆性强、花色丰富、花期长、茎秆挺拔，在芍药切花优良品种筛选中被列为Ⅰ级切花品种。但芍药属组间远缘杂交具有严重的不亲和现象，表现为花粉管生长缓慢、紊乱和胼胝质沉积等现象，严重制约了芍药属育种效率。因此，阐明芍药属组间远缘杂交不亲和的机理，寻找克服不亲和的方法是提高芍药属育种效率的关键。

近期，河南农业大学风景园林与艺术学院何松林课题组完成的题为“SnRK2.6对芍药远缘杂交花粉管生长的影响及对ABA的响应”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷15期正式发表。

基于芍药柱头转录组数据（NCBI登录号：PRJNA592882），筛选ABA信号通路基因和第Ⅲ亚组SnRK2基因PlSnRK2.6；克隆PlSnRK2.6，并进行生物信息学分析和亚细胞定位；采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定芍药自交、杂交后4、8、12、24和36 h的柱头内ABA激素含量，以及目的基因相对表达量。外施ABA及其抑制剂后，测定芍药自交与杂交不同时期柱头中PlSnRK2.6的相对表达量；通过Y2H试验筛选PlSnRK2.6的互作蛋白。

结果表明，通过体外花粉培养发现，与正常培养基相比，ABA培养基中花粉的萌发率和花粉管长度显著降低，表明ABA对牡丹花粉的萌发与花粉管生长具有抑制作用。

ABA浓度对牡丹花粉萌发率和花粉管生长的影响

通过芍药转录组筛选ABA信号通路中调控离子运输的KAT1、调控ROS产生的RBOHF、蛋白激酶SnRK2、蛋白磷酸酶PP2C、ABFs和ABI家族基因。

芍药转录组ABA信号通路基因家族表达分析热图

qPCR分析结果显示，在ABA信号通路中，与芍药自交相比，PlSnRK2.6和PlRBOHF的表达量显著升高；PlKAT1表达量下降；PlABF2、PlABI5表达量呈先上升后下降的趋势，该趋势与转录组中FPKM值趋势一致。

芍药柱头中ABA信号通路基因的qPCR和RNA-seq验证

经转录组筛选克隆的PlSnRK2.6 CDS全长为1 092 bp，编码363个氨基酸，经基因结构分析比对，发现其具有显著的STKc_SnRK2-3保守结构域；多物种系统进化关系表明，SnRK2家族可分为3个亚家族，PlSnRK2.6属于第Ⅲ亚组，其中，PlSnRK2.6与牡丹、拟南芥的SnRK2.6聚类到同一分支。PlSnRK2.6与蛇莓SnRK2.6亲缘关系最近，同源比对发现SnRK2-3结构域较为保守。

PlSnRK2.6蛋白序列分析

亚细胞定位显示，PlSnRK2.6蛋白定位于细胞核。芍药杂交组合中的ABA含量在大部分时期高于自交，PlSnRK2.6表达量同样高于自交，在24和36 h较为显著，其杂交时期的表达量分别是自交的8.94和5.07倍。ABA响应试验发现PlSnRK2.6对ABA具有明显的响应性，其表达趋势在授粉后期更为明显。酵母双杂交试验显示，PlSnRK2.6不具有自激活特性，与PlACP1、PlHMGB3有相互作用。

诱饵载体pGBKT7-PlSnRK2.6 的自激活检测

综上，筛选出响应ABA诱导的蛋白激酶PlSnRK2.6，其在芍药远缘杂交柱头中高表达，与PlACP1和PlHMGB3相互作用。推测PlSnRK2.6及其互作蛋白通过ABA信号通路调控花粉萌发和花粉管生长，可能在调节芍药远缘杂交不亲和性过程中发挥关键作用。

河南农业大学风景园林与艺术学院何松林教授和贺丹副教授为该文共同通讯作者，周平西为第一作者。

该研究得到国家自然科学基金（32371952）、河南省自然科学基金（232300420006）、河南省高等学校重点科研项目（23A220001）、河南省科技攻关（242102110256）的资助。

全文链接：

《SnRK2.6对芍药远缘杂交花粉管生长的影响及对ABA的响应》

文献引用：

周平西, 王警琨, 尤啸龙, 华超, 郭浩楠, 张明星, 刘艺平, 贺丹, 何松林. SnRK2.6对芍药远缘杂交花粉管生长的影响及对ABA的响应[J]. 中国农业科学, 2025, 58(15): 3081-3096.

ZHOU PingXi, WANG JingKun, YOU XiaoLong, HUA Chao, GUO HaoNan, ZHANG MingXing, LIU YiPing, HE Dan, HE SongLin. SnRK2.6 Regulates Pollen Tube Growth and ABA Response in Distant Hybridization in Paeonia lactiflora[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(15): 3081-3096.