近日，中科院遗传发育所许操研究组在《Advanced Science》期刊上发表题为“BLADE-ON-PETIOLE Genes Enable Genetic Bottleneck Mitigation Through Cross-Species Repurposing of Floral Persistence Traits”的研究成果。中科院遗传发育所许操研究组已毕业博士研究生肖楠和在读博士研究生吕倩雯为该论文共同第一作者，黄小珍副研究员为独立通讯作者。

研究团队以番茄为研究模式，系统解析了蛋白相分离参与调控花器官程序化脱落的新机制。BLADE-ON-PETIOLE（BOP）蛋白是脱落启动的重要调控因子，该研究揭示番茄中3个SlBOP基因协同促进脱落区特化细胞层形成，从而控制花器官衰老与脱落。进一步研究发现，SlBOP蛋白含有典型内在无序区（IDRs），能够发生液-液相分离，并与转录因子TFAM1形成异质性转录凝聚体，激活下游脱落基因SlATH1表达，精准调控脱落区细胞分化，进而控制花器官程序化脱落。Slbop1/2/3 tfam1突变体花器官不脱落，果实畸形。

基于对上述机制的深入理解，研究团队将相关知识迁移至茄科花卉植物矮牵牛。通过精准编辑PhBOP基因，获得了花冠不脱落且衰老显著延迟的矮牵牛新种质。与野生型相比，Phbop1/2/3三突变体花朵盛花期延长约一周，这意味着更长的展示期和货架期，提升商业价值；花冠冠幅变大、高度降低，观赏性显著提升。此外，该突变体表现出无花粉特性，对花粉过敏人群友好，具有良好的鲜切花应用潜力。

在番茄中被视为“负效应”的BOP相关突变，在矮牵牛中却可转化为优良育种性状，这种“汝之砒霜，吾之蜜糖”的跨物种遗传效应打破了传统对“可用基因”与“不可用基因”的单一认知，为通过作物衍化发育生物学盘活现有遗传资源、丰富分子设计育种基因库、缓解育种遗传瓶颈提供了新的实践路径。

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花器官程序化脱落的调控机制及跨物种个性化定制育种应用