近日，我校生物學院院長、林學院森林學科負責人付玉杰教授團隊在Science子刊Science Advances雜志發表了題為 “Hyperoside, a flavonoid, induces lnc187 and lnc999 to enhance pigeon pea pollen tube growth and seed production” 的研究論文，深入探究了黃酮類化合物金絲桃苷（Hyperoside）在木豆花粉管生長和結實率的關鍵作用，揭示了長鏈非編碼RNA（LncRNA）通過磷酸化與去磷酸化對發育相關靶基因的網絡調控機制，為木豆等重要木本植物的生殖發育研究提供了新的見解和潛在的應用方向。
木豆（Cajanus cajan L.）作為一種全球廣泛栽培的木本多年生主糧作物，為人類提供了大量的熱量和營養，在亞熱帶地區尤其具有重要的經濟意義。然而，木豆的花粉管發育不良導致種子結實率低，影響產量。團隊此前的研究發現黃酮類化合物在花發育中扮演重要角色，但其在木豆中的具體作用尚不清楚。本研究中，研究團隊發現黃酮類化合物金絲桃苷能夠同時通過誘導兩個lncRNA（lnc187和lnc999）的高表達，增加木豆的種子結實率。這兩個lncRNA不僅受到金絲桃苷的調控，且協同作用調節靶基因的轉錄和翻譯。其中，lnc187是調控網絡里的關鍵效應因子，其缺失可能會直接抑制下游功能。這些lncRNA通過與CcGPP激酶的啟動子結合并作為支架招募RNA聚合酶等促進激酶的轉錄，上調CcGPP的表達，同時抑制CcGDP磷酸酶的蛋白活性，促進花粉管生長和種子結實。該研究闡明了黃酮類化合物金絲桃苷觸發的調控軸，即lnc187/lnc999通過激酶/磷酸酶平衡調控CcGRAS的修飾水平進而調節木豆的花粉管生長和種子結實，為高價值木本植物的生殖發育研究提供了獨特見解。
這項研究深入解析了黃酮類化合物在木本植物生殖發育中的作用機制，揭示了lncRNA在調控植物生殖過程中的重要功能，為未來提高木豆等作物的產量和種子質量提供了可能的分子靶點和理論基礎，具有重要的科學意義和潛在的應用價值。
付玉杰對該論文的設計提供了全面指導。祁萌博士和孟冬教授為論文的第一作者，楊清教授為通訊作者。張艷瓊博士、董碧瑩博士、宋治華博士也參與了該論文的研究工作。
該研究得到了北京林業大學青年教師科研創新能力支持項目（編號：ZYGXQNJSKYcXNlZcXM- A1）、國家自然科學基金（編號：32171742）、北京林業大學科技創新計劃項目（編號：JcYJ202502）、國家自然科學基金（編號：32371835）、國家重點研發計劃（編號：2022YFD2200602）及國家自然科學基金（編號：32401533）的聯合資助。
