撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

通過經(jīng)受脅迫處理（例如高溫、營養(yǎng)饑餓等）的植物小孢子（microspore，未成熟的花粉）培養(yǎng)誘導(dǎo)單倍體，從而獲得單倍體植株，這一方法已受到半個多世紀的廣泛關(guān)注，能夠顯著加快作物自交系制備和品種改良進程。然而，脅迫處理中小孢子的細胞命運轉(zhuǎn)變的分子機制，我們?nèi)灾跎佟?/p>

2025 年 9 月 3 日，孫蒙祥教授領(lǐng)導(dǎo)的武漢大學(xué)赴貴州師范大學(xué)幫扶團專家團隊與湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院羅盼副教授團隊合作（史冊博士為第一作者），在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell上發(fā)表了題為 ：Reprogramming of microspore fate via BBM-BAR1 for highly efficient in vivo haploid induction 的研究論文，貴州師范大學(xué)為該論文第一單位。

該研究揭示了小孢子命運重編程的關(guān)鍵分子機制，并基于該機制建立了一個無需脅迫處理即可在體內(nèi)高效誘導(dǎo)單倍體的新技術(shù)，在解析細胞命運調(diào)控機制和單倍體育種技術(shù)領(lǐng)域取得了重要突破。

在這項最新研究中，研究團隊證明了，脅迫處理會誘導(dǎo)小孢子特異性表達轉(zhuǎn)錄因子BABY BOOM（BBM）。而在煙草和水稻的小孢子中僅特異性表達 BBM，就足以誘導(dǎo)其命運轉(zhuǎn)變和胚胎發(fā)生，從而有效繞過對脅迫處理的需求，表明了 BBM 是脅迫處理誘導(dǎo)重編程中的關(guān)鍵調(diào)控因子。研究團隊進一步確認了BAR1（BBM-activated Androgenesis Regulator 1）是 BBM 的一個新的下游效應(yīng)因子，表達 BAR1 同樣可以獨立啟動小孢子的胚胎化進程，發(fā)揮與 BBM 類似的促進小孢子細胞命運重編程的作用。

值得注意的是，BBM和BAR1均可替代脅迫處理在誘導(dǎo)小孢子發(fā)育重編程以及觸發(fā)胚胎發(fā)生方面所起的作用。

該研究的核心發(fā)現(xiàn)：

• 在小孢子中異位表達 BBM 可在花藥內(nèi)觸發(fā)體內(nèi)雄核發(fā)育；

• BAR1 是一個直接的 BBM 效應(yīng)因子，可重編程小孢子命運以促進胚胎發(fā)生；

• BBM/BAR1 表達可替代脅迫處理誘導(dǎo)雄核發(fā)育；

• 保守的 BBM-BAR1 模塊能夠?qū)崿F(xiàn)體內(nèi)高效單倍體誘導(dǎo)。

總的來說，這項研究揭示了一個保守的BBM-BAR1調(diào)控模塊，該模塊可直接驅(qū)動小孢子由配子體發(fā)育途徑轉(zhuǎn)向胚胎發(fā)生途徑，為克服長期存在的脅迫處理的技術(shù)瓶頸并實現(xiàn)多種作物體內(nèi)高效單倍體誘導(dǎo)提供了一種變革性的新方法，在未來作物育種中有著廣闊的應(yīng)用前景。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00928-6