龙眼（Dimocarpus longan Lour.）属于无患子科龙眼属，是热带亚热带常绿果树，也是重要的经济作物之一。龙眼胚胎发育的状态直接影响龙眼果实的产量及品质。由于龙眼早期合子胚取样困难，限制了龙眼胚胎分子水平的研究。龙眼体胚发生系统的高同步性、高频性以及再生能力强等特点，为研究龙眼胚胎发育提供了良好的替代材料。
2024年4月，Fruit Research在线发表了福建农林大学园艺植物生物工程研究所题为AGL61/80 regulates BGAL9, which participates in early somatic embryogenesis and increases longan resistance to heat stress的研究论文，为后续进一步研究龙眼体胚发生过程的分子机制奠定了理论基础。
β-半乳糖苷酶（BGAL）是一种参与细胞壁修饰的糖基水解酶，在植物生长发育和响应外界胁迫的过程中起着重要作用。然而，BGAL在龙眼体胚发生早期中的作用尚不清楚。本研究从龙眼基因组中共鉴定出20个BGAL 基因。在11个检测到表达的BGAL 成员中，有6个在龙眼体胚发生早期的球形胚中高表达，可能有利于促进早期体胚发生；构建DlBGAL9 转录因子调控网络，并将筛选出转录因子DlAGL61 和DlAGL80 瞬时转化龙眼胚性愈伤组织；通过 qRT-PCR、活体荧光成像系统与双荧光素酶报告基因系统，验证DlAGL61和DlAGL80可以结合DlBGAL9 的启动子区域并激活其转录。过表达DlBGAL9 和DlAGL80 可调节龙眼毛状根中β-GAL活性变化和细胞壁增厚。热胁迫下龙眼毛状根中DlBGAL9 和DlAGL80 的表达水平显著升高，结合ROS清除剂相关基因在DlAGL80 和DlBGAL9 转基因龙眼毛状根中的表达模式，推测DlAGL80 和DlBGAL9 在龙眼毛状根中可能通过调控ROS清除剂的含量来降低自身活性氧含量，从而减少高温胁迫所造成的损伤（图1）。
图1 DlAGL61/80和DlBGAL9 调控龙眼早期体细胞胚胎发生和热胁迫响应的机制模型
福建农林大学园艺学院已毕业博士研究生陈燕和硕士研究生马湘玮为论文的共同第一作者，林玉玲教授和赖钟雄研究员为论文的共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金项目（31672127）、福建省自然科学基金项目（2020J01543）、福建省高原学科建设项目（102/71201801101）、福建农林大学科技创新基金项目（KFb22022XA）和（CXZX2019033S）支持。
研究团队介绍：
赖钟雄研究员及林玉玲教授团队长期从事园艺植物生物技术领域研究，包括园艺植物种苗脱毒与快繁，园艺植物种质资源收集与鉴定，园艺植物离体胚胎学；园艺植物基因组学、非编码RNA、转录组学、单细胞转录组、多肽组学等相关研究。主要研究作物包括龙眼、香蕉、黄精等。近年来，团队在Plant physiology、The Plant Journal、Giga Science 和Tree physiology 等国际著名期刊上先后发表文章数篇，在国际上首次破译了龙眼基因组、绘制龙眼胚性愈伤组织单细胞转录图谱，揭示了龙眼体细胞胚胎发生的甲基化和cirRNA调控机制及龙眼miR408调节核黄素代谢介导m6A修饰调控体细胞胚胎发生的新机制。
图2 赖钟雄研究员及林玉玲教授团队
https://doi.org/10.48130/frures-0024-0005
关于 Fruit Research
Fruit Research是一本开放获取的国际期刊，致力于传播果树研究领域的最新进展，专注于发表本领域原创研究文章、综述和方法和观点。目前期刊已被Scopus、DOAJ、CABI等数据库收录。
期刊官网：
www.maxapress.com/frures
投稿网址：
mc03.manuscriptcentral.com/frures
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