水稻OsMATE7介导的花旗素醇积累调控花粉管生长的分子机制

为解决花旗素醇(flavonols)在花粉粒中积累的分子机制及其对雄性不育的影响，研究人员通过基因敲除(KO)和野生型水稻的对比实验，发现多药和毒性化合物外排转运蛋白(MATE)家族成员OsMATE7通过调控花旗素醇运输促进淀粉水解，为作物育种和雄性不育研究提供了新靶点。

　　

花旗素醇(flavonols)与雄性不育和花粉管生长的关联已被研究三十余年，但其在花粉粒中积累的分子机制始终成谜。这项研究揭示了水稻(Oryza sativa)中一个关键的多药和毒性化合物外排转运蛋白(Multidrug and Toxic Compound Extrusion, MATE)——OsMATE7的重要功能。该蛋白特异性表达于花粉内质网(ER)，通过运输花旗素醇促进成熟花粉粒中这些化合物的积累。

当OsMATE7基因发生突变时，水稻结实率显著下降。通过野生型与基因敲除(KO)植株的正反交实验，结合体内外萌发试验，研究者发现突变体因花粉管生长缺陷导致雄性不育。借助二苯基硼酸2-氨基乙酯(DPBA)染色技术，观察到突变体成熟花粉粒中花旗素醇含量明显减少。

深入机制研究表明，OsMATE7作为潜在的花旗素醇转运体，其功能缺失会抑制α-淀粉酶(α-amylase)活性，阻碍淀粉水解过程，最终切断花粉管生长所需的能量供应。这些发现不仅阐明了MATE蛋白家族在作物结实中的新作用，更为作物育种提供了理论依据——通过调控花旗素醇分布来改善花粉管发育，有望成为提高农作物产量的新策略。