SMPED1基因调控姜科植物性器官同步化与异交机制研究

来自国际团队的研究人员通过构建高精度基因组图谱，揭示了姜科植物Alpinia mutica中SMPED1基因通过调控花药开裂与柱头运动的时序同步性，破解了植物雌雄异熟(dichogamy)现象的遗传机制，为植物交配系统进化研究提供了关键分子靶点。

　　

在开花植物中，雌雄生殖器官常通过时序分离（称为雌雄异熟/dichogamy）避免自花授粉。姜科植物Alpinia mutica的特殊之处在于其种群内同时存在雄蕊先熟(protandrous)和雌蕊先熟(protogynous)两种花型，通过柱头节律性运动与花药开裂的精确同步，实现了不同花型间的异花授粉。本研究通过孟德尔遗传定位发现：一个显性等位基因控制的单一位点主导了这种性多态现象。研究人员利用单倍型分辨率基因组技术锁定雌雄异熟决定区域，在雄蕊先熟型中发现大片段缺失。关键基因SMPED1（位于缺失区域侧翼）被证实同时调控花药开裂时序和柱头运动节律。该基因在被子植物中广泛存在且功能保守，本研究首次从遗传学层面揭示了控制植物性器官同步化的关键交配系统基因。