在植物繁衍进程中，花粉壁堪称雄性生殖细胞的 “生命铠甲”，其核心结构孢粉素是自然界最抗降解的物质之一，为雄配子体筑牢保护屏障。长期以来，孢粉素前体如何从花药绒毡层细胞精准转运、沉积至花粉表面，始终是植物生殖发育领域的未解难题，背后隐藏着一套亟待破译的精密分子 “物流系统”。

近日，郑州大学张彦杰团队、驻马店市农业科学院姜俊/王勇团队与德国马普所Alisdair Fernie教授团队协同攻关，在国际权威期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（JIPB）发表重磅研究成果，成功破解花粉壁发育关键机制，为茄果类蔬菜育种提供关键技术支撑。

图1. 膜定位的 ABCG 转运蛋白 SmABCG11，通过直接转运长链羟基脂肪酸（孢粉素核心前体），精准调控花粉壁发育与雄性育性。

研究团队借助基因编辑技术，精准敲除茄子SmABCG11基因，发现突变体花粉壁发育严重畸形，花粉完全失活，呈现完全的雄性不育。深入的生化与细胞生物学研究证实：SmABCG11是长链羟基脂肪酸的 “专属转运蛋白”，可特异性识别并高效转运孢粉素核心前体20-羟基二十烷酸，且该过程严格依赖ATP水解供能，如同为分子物流配备专属 “能量引擎”。研究团队率先在植物界发掘并鉴定了花粉壁孢粉素前体的专属转运蛋白ABCG11，填补了该领域的研究空白。

团队进一步开展跨物种对比研究发现，茄子SmABCG11偏好性转运孢粉素合成相关的长链羟基脂肪酸，而拟南芥 AtABCG11偏好转运角质合成相关的羟基脂肪酸，证实 ABCG 家族蛋白在进化中发生功能分化，为解析植物脂质转运系统多样性提供全新视角。

雄性不育系是杂交育种的核心种质，天然不育材料常伴随株型矮小、花器畸形等缺陷，严重制约育种效率。本研究通过基因编辑创制的abcg11雄性不育突变体，植株生长健壮、农艺性状优良，为茄子杂交育种提供了具有应用价值的原创种质。同时，该转运机制有望推广至番茄、辣椒、马铃薯等茄科类作物，为规模化创制雄性不育系、突破育种瓶颈提供了关键理论依据与技术方案。

此次研究构建了 “基础研究 - 代谢解析 - 育种应用” 全链条创新模式：郑州大学团队牵头基因编辑与分子机制解析，驻马店市农科院团队负责不育系田间筛选与产业化转化，德国马普所提供代谢组学技术支撑，实现了科研成果从实验室到田间的高效衔接。

驻马店市农业科学院姜俊研究员表示：“校院协同让基础研究与育种实践深度融合，这项成果将直接服务于蔬菜种业创新，助力地方农业高质量发展。”

论文共同通讯作者李燕坦言：“研究历时多年，长链羟基脂肪酸溶解性差是最大技术难关，团队通过反复优化体系才完成转运活性分析，实现关键突破。”

驻马店市农业科学院王勇表示：“茄子是我国中蔬菜作物，优质雄性不育系的创制，将大幅提升杂交育种效率，我们将持续推进该生产中的落地应用。”

本研究得到了国家自然科学基金（32372724）、河南省自然科学基金优秀青年项目（242300421098）和驻马店市重点研发计划（ZMDSZDYF2025001）资助。

论文信息：Zhang et al. SmABCG11 mediates hydroxy fatty acid transport to regulate male fertility. Journal of Integrative Plant Biology, 2026. DOI: 10.1111/jipb.70327

（文 稿/张彦杰  初 审/师恭曜  复 审/张淼  终 审/王文静  监 制/高宇）