2024 年 4 月 5 日，福建農林大學吳雙教授團隊在Science期刊在線發表了題爲 "HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato（番茄通過調控 HD-Zip 蛋白的表達促進閉花授粉結構的形成）" 的研究論文，在番茄上首次解析植物通過形成特殊表皮毛，改變花的結構，進而改變授粉方式的分子機制。
福建農林大學園藝學院、未來技術學院爲第一單位。福建農林大學園藝學院、未來技術學院吳雙教授爲本文通訊作者，福建農林大學園藝學院博士後吳敏亮、畢業碩士研究生邊欣欣和在讀碩士研究生黃奔奔爲論文共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金的資助。
本研究首先發現現代栽培番茄的花藥邊緣形成了一類特殊的表皮毛結構，通過相互鉸鏈，形成一個類似拉鏈的結構，将相鄰的花藥緊緊鎖住，形成密閉的花藥桶結構。通過遺傳篩選，研究人員發現，當控制番茄表皮毛的關鍵調控因子發生負顯性突變時，番茄閉花授粉結構被破壞，花藥散開的現象。研究人員進一步鑒定到此負顯性突變影響的多個關鍵基因。這些關鍵基因同屬于一類可以激活下遊基因表達的 HD-Zip IV 轉錄因子。它們不但在番茄花藥鎖扣表皮毛起始細胞中高表達，并且通過蛋白濃度劑量效應調控鎖扣表皮毛的起始和核内複制。有趣的是，這些 HD-Zip IV 轉錄因子同時也在花柱的頂部區域高表達，同樣通過濃度劑量調控花柱細胞的核内複制，進而促進花柱的極性伸長。
在還未真正變成番茄的近緣茄科植物類番茄中，花藥邊緣的鎖扣表皮毛還未進化，完全缺失。當進化到野生番茄（潘那利番茄）時，其花藥邊緣開始形成早期的鎖扣表皮毛，但這類簡單的早期鎖扣表皮毛不足以促進花藥閉合。通過馴化，鎖扣表皮毛在現代番茄中逐漸成熟和複雜化，最終促進形成閉合的花藥桶結構。而這一過程與 HD-Zip IV 轉錄因子的表達量緊密關聯。在番茄花柱中，研究人員發現 HD-Zip IV 轉錄因子調控花柱長度決定因子 Style 2.1 的空間表達。因此推測在番茄進化早期，HD-Zip IV 轉錄因子時空表達的改變促進番茄花藥形成閉合結構，但同時也促進花柱伸長外露。在這個階段，由于野生番茄中的自交不親和尚未解除，自花授粉難以發生，這樣的花結構使得野生番茄仍然能夠通過昆蟲傳粉完成受精和繁殖。當自交不親和性狀突變缺失後，人爲馴化傾向于篩選具有 Style 2.1 突變的後代，形成花柱内縮 , 以及花藥桶緊閉的完全閉花授粉結構。
該研究解析了植物通過調控表皮毛的發育改變花器官的結構，這可爲未來改造植物授粉方式，增加結實率和提高植物的逆境适應力，以及未來轉基因作物的安全控制提供重要參考。
福建農林大學（Fujian Agriculture and Forestry University），簡稱 " 福建農林大 " ，位于福建省會福州市，是一所以農林學科爲優勢和特色，由農業農村部、國家林業和草原局、福建省人民政府三方共建，是福建省一流大學建設高校 、福建省重點建設三所高水平大學之一 。福建農林大學創建于 1936 年，是在福建協和大學農科和福建省立農學院基礎上建立。1952 年，原廈門大學農學院和福州大學農學院合并成立福建農學院。2000 年 10 月，原福建農業大學和原福建林學院合并組建新的福建農林大學。
截至 2023 年 11 月，學校校園占地 4900 餘畝；設有 22 個學院和 1 個獨立學院，開設本科招生專業 80 個；擁有 11 個博士後科研流動站，12 個一級學科博士點，26 個一級學科碩士點，17 個碩士專業學位授權點；有本科生 2.5 萬餘人，研究生 1 萬人；10 個學科進入 ESI 排名全球前 1%。
吳雙教授
吳雙教授是福建農林大學園藝學院和未來技術學院的教授 , 園藝一級學科帶頭人 ,國家良種聯合攻關青梗菜項目首席專家。他主要從事蔬菜生長發育調控與環境适應方面的研究工作。吳雙教授在作物生理和分子生物學領域發表了多篇高水平論文 , 并在Science、Nature等國際知名期刊上發表了相關研究成果。他主導了一些國家級科研項目 , 在蔬菜生長發育調控與環境适應等方面做出了重要貢獻。
