在《发展》 杂志上 发表的一篇文章中 ，巴西圣保罗大学路易斯德奎罗斯农业学院 (ESALQ-USP) 的研究人员描述了与番茄植株 (Solanum lycopersicum) 发育相关的机制，并指出了创造新的方法番茄增产技术。
植物中与果实发育相关的许多过程发生在花分生组织，这是一个富含干细胞的区域。番茄植物的花既有雄性器官，称为雄蕊，主要由花药和花粉组成，也有雌性器官，或称雌蕊，子房含有用于种子和果实生产的胚珠(卵细胞)。受精的胚珠成熟为种子，种子被果实覆盖。从技术上讲，果实是成熟的子房。
研究人员表示，即使在理想的授粉和受精条件下，只有当 microRNA(调节基因表达的小 RNA 分子)和赤霉素激素介导的途径正确相互作用以触发初始卵巢发育时，番茄植株才能发育。
大约十年前，同一小组之前的研究证明了一种名为 miR156 的 microRNA 在调节番茄花分生组织大小和形状方面的作用。描述了两种遗传途径，一种涉及子房作为果实的最初建立，另一种涉及果实内部种子的形成。
“一路走来，我们意识到这些小 RNA 可以与某些植物激素相互作用，这对于子房的形成和建立及其后来发育成果实也很重要。其中一种植物激素是赤霉素，它与 microRNA 一起促进番茄开花，” 该文章的最后一位作者Fábio Tebaldi Silveira Nogueira说。Nogueira 是 ESALQ-USP 生物科学系植物发育分子遗传学实验室的研究员。
在由 FAPESP 通过三个项目( 18/17441-3、 18/13316-0 和 19/20157-8 )资助的最新研究中，研究人员将两组研究结果联系起来，首次在文献中展示当子房在花分生组织中形成时，由 miR156 调节的遗传途径与赤霉素强烈相互作用。
为了详细了解这一过程，他们分析了番茄的转录组(植物基因表达的所有 RNA)并对其进行修改，以产生大量和少量的植物激素和 microRNA。最初，这创造了具有更多 miR156 活性的转基因植物。然后将它们与对赤霉素强烈反应的突变植物结合起来。当他们将这些改变结合到同一株植物中时，研究人员发现子房无法形成果实。
“我们观察到，当这两条途径发生改变并且无法相互交流时(相互作用有缺陷或根本不相互作用)，本应产生子房和果实的花分生组织会形成不形成子房的无定形结构。种子应在其中发育的空腔。通过这种方式，我们描述了番茄花分生组织中子房形成建立的初始控制，这是植物随后产生果实的关键阶段，”诺盖拉说。
他补充说，即使授粉和受精条件理想，除非初始卵巢发育正确，并且赤霉素和 microRNA 途径之间存在适当的相互作用，否则果实也不会形成。
经济重要性
尽管科学文献中已经有大量关于植物卵巢遗传学和生理学的可靠信息，但这是首次描述 microRNA 和赤霉素之间的相互作用，特别是在像番茄这样具有重要经济意义的植物中。
“这些知识为操纵和增加水果中的种子数量以提高作物产量甚至调节水果大小提供了遗传和生理基础，”诺盖拉说。“值得记住的是，种子是食用番茄和工业番茄中最有价值的物品之一。”
研究人员现在想要查明 microRNA 和激素的其他途径是否也相互作用并以任何方式影响植物发育，例如通过增加果实数量和大小。
该研究还得到了 CAPES、巴西教育部高等教育人员改进协调中心以及英国生物技术和生物科学研究委员会 (BBSRC) 的支持。
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