Nova-SD 助力植物学顶刊《Plant Physiology》发表：丹参花粉育性调控机制研究

研究背景

花粉育性是杂交育种的关键性状，而淀粉代谢在花粉育性调控中发挥着核心作用。丹参（Salvia miltiorrhiza）作为治疗心脑血管疾病的重要药用植物，其雄性不育的分子机制长期悬而未决。2026年7月，四川农业大学研究团队在植物学顶级期刊《Plant Physiology》（IF: 8.2）上发表了题为"JA differentially regulates a SmWLIM1/MYB62-SUS1 module to control male fertility via starch biosynthesis"的研究论文。

该研究通过比较转录组学和淀粉含量分析，从天然不育的四川（SC）基因型和可育的山东（SD）基因型花药中，鉴定出蔗糖合酶基因SmSUS1是调控花粉育性的关键因子。研究发现SmSUS1通过促进淀粉生物合成正向调控花粉育性，并进一步通过WGCNA分析揭示了其上游两个转录因子——SmWLIM1和SmMYB62——直接激活SmSUS1表达，形成调控育性的转录模块。更为重要的是，茉莉酸（JA）信号通路通过抑制SmWLIM1表达，进而下调SmSUS1，导致花粉活力降低——这一调控轴特异性地在可育的SD基因型中发挥作用，揭示了基因型依赖的激素调控新机制。

Nova-SD 助力发表

在植物分子生物学研究中，转录因子的亚细胞定位是验证其作为转录调控因子功能的关键证据。研究团队利用Nova-SD 共聚焦显微镜（Airy Technologies Co., Ltd., China），成功完成了三个关键蛋白的亚细胞定位实验。

具体而言，研究人员将SmSUS1、SmWLIM1和SmMYB62的编码序列分别融合到GFP报告基因，并与细胞核标记物（NLS-mCherry）或细胞质标记物（Rac3-mCherry）共转化烟草叶片。转化48小时后，使用Nova-SD 共聚焦显微镜进行荧光信号观察。

实验结果显示：

SmSUS1同时定位于细胞核和细胞质（图 1e），这与其作为蔗糖合酶在细胞质中催化蔗糖分解、同时在细胞核中可能参与转录调控的双重功能相一致。

Figure 1e. Subcellular localization of SmSUS1.

图 1e. SmSUS1的亚细胞定位。

SmWLIM1和SmMYB62均定位于细胞核（图 5f），有力支持了它们作为转录调控因子的潜在功能。

Figure 5f. Subcellular localization of SmWLIM1 and SmMYB62.

图 5f. SmWLIM1和SmMYB62的亚细胞定位。

这些亚细胞定位数据为后续的转录激活实验（双荧光素酶报告实验、酵母单杂交实验）奠定了关键基础，是整个调控模块模型的重要支撑证据。

Nova-SD 在文中的贡献

Nova-SD 共聚焦显微镜在本研究中的核心贡献体现在以下几个方面：

• 高质量的多色荧光成像

Nova-SD 共聚焦显微镜采集GFP（绿色）和mCherry（红色）两种荧光信号，实现精准的共定位分析。在SmSUS1的定位实验中，GFP-SmSUS1的绿色荧光信号与细胞核标记物（NLS-mCherry）和细胞质标记物（Rac3-mCherry）的红色荧光信号均发生重叠，清晰展示了该蛋白的双重亚细胞分布特征。

• 为转录因子功能提供直接证据

SmWLIM1和SmMYB62被预测为转录因子，但其是否真正定位于细胞核尚需实验验证。Nova-SD 共聚焦显微镜拍摄的清晰核定位图像，为这两个蛋白作为转录调控因子的功能提供了最直观的证据，使后续的启动子结合和转录激活实验具有了坚实的逻辑基础。

• 高分辨率保障数据可靠性

Nova-SD 共聚焦显微镜提供的高分辨率成像能力，确保了亚细胞定位结果的清晰度和可信度。

总结

本研究首次在丹参中建立了"茉莉酸信号—SmWLIM1/MYB62转录模块—SmSUS1—淀粉合成—花粉育性"的完整调控通路，不仅深化了对植物雄性不育机制的理解，也为药用植物杂交育种提供了重要的遗传资源和理论依据。

在这一高水平研究中，Nova-SD 共聚焦显微镜凭借其优异的多色荧光成像能力和高分辨率，成功完成了三个关键蛋白的亚细胞定位实验，为验证转录因子的调控功能提供了关键证据。