中国农业科学｜江苏省农业科学院邓衍明课题组对茉莉花FLA基因家族进行全基因组鉴定与分析

茉莉花是重要的观赏、茶用、香料和药用植物，我国茉莉花在全球茉莉花相关产业中占据重要地位。然而，茉莉花的生殖障碍问题十分突出，结实性极差，无论是自交还是杂交育种都难以取得成功，极大地限制了优良新品种的培育，已成为阻碍产业发展的重要因素。阿拉伯半乳糖蛋白（arabinogalactan proteins，AGPs）是一类富含羟脯氨酸的高糖基化蛋白，在植物生长发育、生殖发育和适应环境等过程中都起着重要作用。根据核心蛋白骨架序列的差异，AGPs可分为6个亚类。类成束阿拉伯半乳糖蛋白（fasciclin-like arabinogalactan proteins，FLAs）家族是AGP家族中含FAS结构域的一个亚类，在植物生殖发育中起着重要作用，参与花粉发育、萌发、花粉管生长等过程。因此，从全基因组水平对茉莉花JsFLA基因家族进行鉴定及分析，并探究其家族成员在茉莉花生殖发育中的功能，为深入研究茉莉花生殖障碍机理及开展有性育种提供理论依据，具有重要的研究意义。

近期，江苏省农业科学院休闲农业研究所邓衍明课题组完成的题为“茉莉花FLA基因家族鉴定及JsFLA2的功能分析”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷17期正式发表。

利用HMMER 3.0软件在茉莉花全基因组中筛选鉴定FLA基因家族成员，并通过Smart和CD-Search进一步验证；利用ExPASy、SignalP 5.0、big-PI Plant Predictor、NetNGlyc-1.0和Plant-mPLoc等网站分析JsFLAs的理化性质及亚细胞定位；利用MEGA、TBtools、MEME、PlantCARE等对JsFLAs进行系统进化树构建、基因染色体定位、基因结构分析、蛋白保守基序分析及其启动子顺式作用元件预测；利用转录组数据分析JsFLAs在授粉后不同时间的柱头和不同发育阶段花中的表达特征；采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR）检测JsFLA2在茉莉花不同组织中的表达特性，并通过瞬时转化烟草叶片试验分析其亚细胞定位；最后，通过异源转化拟南芥验证JsFLA2的生物学功能。

结果显示，在茉莉花全基因组中共鉴定出24个JsFLAs，命名为JsFLA1—JsFLA24，其蛋白包含159—515个氨基酸残基，分子量为17.02—56.34 kDa，等电点为4.20—9.69；所有成员均含有1—2个类成束蛋白结构域、1—2个AGP糖基化位点和1个糖基化磷脂酰肌醇锚定位点，其中19个成员含有信号肽；除JsFLA5位于细胞核外，其余成员均位于细胞膜；茉莉花FLAs蛋白可分为4个亚类，且蛋白保守基序在各组中相对保守；JsFLAs不均匀地分布在11条染色体上；JsFLAs含0—3个内含子及1—3个外显子；21个JsFLAs在授粉后不同时间的柱头表达，20个JsFLAs在不同发育阶段的花中表达；JsFLAs启动子含有生长发育元件、植物激素响应元件和非生物胁迫响应元件等。

茉莉花FLAs基因系统进化树(A）、基因结构(B）和蛋白保守基序(C）

茉莉花JsFLAs启动子顺式作用元件分析

此外，具有显著差异表达的JsFLA2编码405个氨基酸，与油橄榄OeFLA1亲缘关系最近，在花中表达量最高，定位于细胞膜。异源转化拟南芥结果显示，转基因株系表现出花粉活力降低、种子数减少和角果变短等严重的结实障碍。

茉莉花JsFLA2过表达拟南芥植株的育性分析

综上，该研究在茉莉花中鉴定出24个FLA基因家族成员，明确了JsFLA2与茉莉花的花粉育性密切相关。

江苏省农业科学院休闲农业研究所邓衍明研究员为该文通讯作者，齐香玉为第一作者。

该研究获得国家自然科学基金（32372748）的资助。

全文链接：

《茉莉花FLA基因家族鉴定及JsFLA2的功能分析》

文献引用：

齐香玉, 李新茹, 陈双双, 冯景, 陈慧杰, 刘欣童, 金玉妍, 邓衍明. 茉莉花FLA基因家族鉴定及JsFLA2的功能分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(17): 3516-3530.

QI XiangYu, LI XinRu, CHEN ShuangShuang, FENG Jing, CHEN HuiJie, LIU XinTong, JIN YuYan, DENG YanMing. Identification of the FLA Gene Family and Functional Analysis of JsFLA2 in Jasminum sambac[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(17): 3516-3530.