茄子作为热带、亚热带和温带地区栽培的一种重要蔬菜作物，表现出杂种优势。雄性不育作为一种极具吸引力的农艺性状，能够有效地防止自体受精，有助于在植物中产生高质量的杂交种子。据报道，转录因子MYB108的沉默可以推迟花药开裂并降低花粉活力，从而避免自受精。而在茄子中，MYB108调控花药发育的分子机制尚不清楚，这阻碍了其在茄子育种中的应用。

2023年7月11日，西南大学园艺与园林学院王志敏课题组在Frontiers in Plant Science 发表了题为“Comparative transcriptome analysis reveals the involvement of an MYB transcriptional activator, SmMYB108 , in anther dehiscence in eggplant”的研究论文，发现了茄子差异表达基因SmMYB108 在花中优先表达，并且在茄子开花当天的表达水平最高，证实了MYB转录激活子SmMYB108 参与了茄子的花药开裂。

作者利用RNA-SEQ技术研究了茄子花芽不同发育阶段基因表达的变化，总共鉴定出5549个差异表达基因，MYB转录因子有42个。其中SmMYB108 在开花时的表达水平显著高于其他。qRT-PCR证实了转录组分析的准确性，发现SmMYB108 主要在花中表达（图1A），转录水平在开花时达到最大（图1B）。

图1. SmMYB108的表达分析

作为花药发育的候选调节因子，SmMYB108 编码317个氨基酸的蛋白质，位于第5染色体上(图2A)。氨基酸序列分析表明，其N末端含有两个基序DNA结合域(图2B)。同时，作者还构建了一个系统发育树来鉴定它的同源基因（图2C）。为了确定SmMYB108 的亚细胞定位，将SmMYB108 的CDS与绿色荧光蛋白(GFP)框架融合，产生35Spro::GFP-SmMYB108融合蛋白(图2D)，发现该基因主要定位于细胞核。

图2. SmMYB108的系统发育树和亚细胞分析

随后，作者使用全长和截断的SmMYB108 进行激活分析。通过酵母的转录激活分析发现SmMYB108 (275-317氨基酸)和SmMYB108 (262-274氨基酸)的转录激活降低，表明自激活结构域被破坏。因此，C末端(262-317AA)对于SmMYB108 的激活活性是必不可少的(图3)。

图3. SmMYB108作为一种转录激活因子在酵母菌中的激活作用分析

最后，作者还发现花药发育相关基因靶向SmMYB108 的启动子。对SmMYB21 、SmARF6 和SmARF8 与SmMYB108 作为候选靶基因进行Y1H筛选。如图所示，阴性对照和转化子在含有ABA的培养基上生长不好，而阳性对照和转化子在含有ABA的培养基上生长良好。这些发现表明SmMYB21 、SmARF6 和SmARF8 在体外与SmMYB108 启动子相关图（4A）。紧接着，作者用双荧光素酶报告基因的方法证实发现SmMYB21 、SmARF6 和SmARF8 能强烈激活SmMYB108 启动子的转录。然而，SmMYB108 启动子驱动的LUC活性和空载体LUC活性之间没有观察到差异(图4C)。总之这些结果表明SmMYB21 、SmARF6 和SmARF8 是SmMYB108 的转录激活因子。

图4. 花药发育相关基因靶向SmMYB108的启动子

综上，SmMYB108 作为转录激活子来调节花药发育的发现对了解该基因的分子机制具有重要意义，也为植物雄性不育的进化提供了见解，并有助于未来研究参与茄子花药发育的转录调控网络。

原文链接：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2023.1164467/full