近日，李天来院士团队许涛课题组在Science 子刊Science Advances上发表了题为A KNOTTED1-LIKE HOMEOBOX PROTEIN1-interacting transcription factor SlGATA6 maintains the auxin-response gradient to inhibit abscission的研究论文。研究利用多组学联用技术，结合分子生物学和遗传学手段，系统鉴定出调控生长素梯度形成的关键转录因子 SlGATA6，明确了生长素信号梯度形成的关键分子环节，揭示了弱光逆境通过破坏生长素梯度触发器官脱落的分子通路，并在马铃薯、茄子和辣椒等主要茄科作物中验证了该调控通路的保守性。这项研究不仅解答了自 1955 年 Addicott 教授在 Science 杂志提出的"抑制脱落的生长素梯度形成机制"这一重大科学问题，更为作物器官脱落的遗传改良提供了全新理论框架，对提升番茄等园艺作物的抗逆性和产量稳定性具有重要指导意义。

        在该研究中，通过酵母双杂交筛选获得与 SlKD1 直接互作的转录因子 SlGATA6，并利用 Pull-down、免疫共沉淀和双分子荧光互补等试验证实二者之间的相互作用。功能分析表明 SlGATA6 是脱落的关键抑制因子。通过整合 RNA-seq、DNA-seq 等组学数据与遗传学证据，明确生长素运输载体 SlLAX2 和 Aux/IAA 蛋白 SlIAA3 作用于 SlGATA6 下游参与抑制器官脱落。进一步对 SlLAX2 和 SlIAA3 的功能研究表明：SlLAX2 对维持离区生长素积累和信号输出至关重要，其介导的高浓度生长素通过稳定非典型 AUX/IAA 蛋白 SlIAA32 来抑制脱落，且 SlIAA32 与 SlIAA3 功能不冗余。

        该研究通过生长素特异性抗体的免疫荧光杂交技术及离区组织切片分析，在细胞层面揭示了生长素的空间分布模式，首次实现了生长素梯度的空间维度解析，证实了 SlGATA6 是维持这一梯度的关键。通过免疫荧光双标试验发现，SlIAA3 与 SlIAA32 蛋白信号强度在远轴端到近轴端方向呈现相反的分布规律，即远轴端 SlIAA32 信号强，SlIAA3 信号弱，近轴端则反之。

图1 SlGATA6 调控离区生长素分布及信号梯度形成。A-B 野生型、Slgata6 和 Sllax2 植株花柄离区的 IAA 定位。C-D 生长素荧光强度量化图。F-G 野生型和 Slgata6 植株花柄离区中 SlIAA32 和 SlIAA3 的免疫定位。H-I SlIAA32 和 SlIAA3 荧光强度量化。

        这一发现不仅为深入解析生长素调控器官脱落的分子机制提供了新的见解，并为开发环境友好型保花保果制剂奠定了重要的分子基础，和培育超高产、多抗的番茄新品种提供了精准靶点。

        李天来院士团队许涛教授为该论文的独立通讯作者，2021级博士研究生刘显凤为该论文第一作者。李天来院士及美国加州大学戴维斯分校蒋才忠教授对该研究做出了重要的指导。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目和青年科学基金项目的经费支持。（李振涛）

审核人：王峰

编辑：王雪