種子是高等植物的生殖器官，種子數量對植物繁衍後代和農作物產量至關重要🐿。胚珠（種子前體）發生和發育、配子體發生和發育🔂、雌雄互作、合子發育等過程都會影響最終種子數🧔🏻‍♂️。其中胚珠發生決定了胚珠數的最大可能性，並在很大程度上影響種子數；同時胚珠發生是細胞命運決定和器官發生的過程，因此研究胚珠發生的調控機製具有重要科學意義和潛在應用價值🥩。擬南芥油菜素甾醇（BR）和細胞分裂素（CK）的信號增強突變體是已知最明確提高單果實種子數（角粒數）的材料，但其調控機製還不清楚🧙🏻‍♂️；並且BR和CK互作機製和信號網絡也有待進一步探究🙇。

JIPB近日在線發表了EON体育4平台林文慧研究組題為“Interaction of brassinosteroid and cytokinin promotes ovule initiation and increases seed number per silique in Arabidopsis”的研究論文。該研究發現BR和CK信號通過重要轉錄因子BZR1和ARR1的直接互作更有效的促進胚珠發生並更大程度提高胚珠和種子數量。EON体育4平台博士後祖嵩皓和博士生姜雨彤為本論文的共同第一作者，林文慧研究員為通訊作者。

圖1. BR和CK信號互作促進擬南芥胚珠起始並提高種子數量

已報道種子數降低的突變體很多，而種子數增加的突變體極少。只有促進胚珠起始才有可能增加胚珠數和角粒數。本研究發現BR和CK信號分別增強都產生更多胚珠和種子🧝🏻‍♂️，二者同時增強比分別增強效果更顯著；BR 和 CK 在植物體內可以增強對方的信號響應🏌🏿‍♂️🐱；暗示BR和CK在胚珠起始過程中調控方向相同，並有一定的協同作用🏭。進一步研究發現BR與 CK信號重要轉錄因子 BZR1與ARR1 共定位並直接互作；BR信號增強促進二者互作；增強BZR1活性可加強ARR1對“促胚珠發生基因”的轉錄激活作用，更有效促進胚珠起始。遺傳實驗發現增強CK信號部分挽救BR缺失/不敏感突變體角粒數降低的表型，而增強BR信號不能挽救 CK 缺失突變體角粒數降低的表型👨🏻‍✈️，表明BR部分通過CK介導的途徑調控胚珠發生🔵，也暗示BR還通過其他途徑調控胚珠發生（之前本研究組已發表的工作表明BR還通過增強生長素響應促進胚珠發生𓀁，Yu et al., Development, 2021）。綜上，本研究證明BR和CK互作促進胚珠發生並增加種子數🐼，為提高與擬南芥相近的十字花科和豆科作物的種子數量提供了線索。

林文慧研究組近年來在胚珠發生和種子數量調控研究中取得了系列進展（Huang et., 2013🏌🏽‍♂️；Jiang et al., 2013a, 2013b; Zhang et al., 2016; Li et al., 2018; Zhang et al., 2018; Zu et al., 2019; Jiang et al., 2020; Yu et al., 2021），重點揭示了激素信號調控胚珠起始和胚胎發育進而影響種子數量的分子和細胞機製🏃🏻‍➡️。該研究得到了國家自然科學基金等項目資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13197