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该研究由宋素胜（Susheng Song）、齐天聪（Tiancong Qi）等人完成，主要作者还包括黄煌（Huang Huang）、任清翠（Qingcuo Ren）、吴德伟（Dewei Wu）等，通讯作者为谢道昕（Daoxin Xie）和彭金荣（Jinrong Peng）。研究单位分别为清华大学生命科学学院和浙江大学动物科学学院。该论文发表在《The Plant Cell》期刊上，于2011年3月在线发表，卷号为23，页码1000至1013。

该研究属于植物分子生物学与植物激素信号转导领域，重点关注茉莉酸（jasmonate, JA）调控拟南芥雄蕊发育的分子机制。茉莉酸是一种重要的植物激素，广泛参与植物生长发育和防御反应，包括雄蕊发育、根生长抑制、花青素积累、衰老以及对昆虫和病原菌的防御。此前的研究已经表明，F-box蛋白COI1（CORONATINE INSENSITIVE1）作为茉莉酸信号的感知元件，能够与JAZ（JASMONATE-ZIM domain）蛋白家族结合，并通过SCF^COI1-26S蛋白酶体途径促使JAZ蛋白泛素化降解。JAZ蛋白是茉莉酸信号途径中的抑制因子，在静息状态下积累并抑制下游响应；当茉莉酸信号出现时，COI1介导JAZ蛋白降解，解除抑制，从而激活下游转录因子。但此前尚不清楚JAZ蛋白如何特异性地调控雄蕊育性。已有研究发现转录因子MYC2是JAZ蛋白的直接靶标，但MYC2并不参与茉莉酸调控的雄蕊发育。因此，鉴定其他与JAZ蛋白互作的转录因子，尤其是参与雄蕊发育的因子，是该研究的主要目标。

该研究的实验流程可以概括为以下几个主要步骤。第一步是通过酵母双杂交（yeast two-hybrid, Y2H）系统，以JAZ8为诱饵蛋白筛选拟南芥cDNA文库，寻找与JAZ8相互作用的蛋白。筛选结果发现了两个R2R3-MYB转录因子MYB21和MYB24。第二步是在酵母双杂交系统中进一步验证MYB21和MYB24与全部12个拟南芥JAZ家族成员的互作情况。实验中使用LexA DNA结合结构域（BD）融合JAZ蛋白，以AD融合MYB21和MYB24，并设置空载体对照。结果显示MYB21和MYB24与JAZ1、JAZ8、JAZ11有较强的相互作用，与JAZ10有较弱相互作用，而与其他JAZ成员无明显互作。第三步是采用荧光素酶互补成像（firefly luciferase complementation imaging, LCI）技术和双分子荧光互补（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）技术在烟草（Nicotiana benthamiana）叶片细胞中验证这些蛋白在植物体内的相互作用。LCI实验显示MYB21和MYB24能与JAZ8和JAZ11在植物体内重建荧光素酶活性，BiFC实验也证明JAZ1与MYB21、MYB24在细胞核中发生互作。第四步是解析互作结构域。将MYB21和MYB24分为N端R2R3结构域和C端含NYWG/SM/VDDI/LWS/P基序的部分，酵母双杂交和LCI实验显示N端R2R3结构域是与JAZ蛋白互作的关键区域。同时将JAZ8和JAZ11进行截短分析，发现JAZ蛋白C端的Jas结构域是与MYB21和MYB24互作的必要区域。第五步是遗传学和生理学实验。研究者使用myb21-3单突变体、myb24-t1单突变体以及myb21-3 myb24-t1双突变体进行表型分析，发现MYB21在花丝伸长中起主导作用，而MYB21与MYB24在花药开裂和花粉成熟过程中功能冗余。双突变体表现为花粉不能萌发、花药开裂延迟、花丝短小，导致完全雄性不育。第六步是转基因回补实验。将MYB21在coi1-1突变体中过量表达，获得三个部分恢复育性的转基因株系。其中代表性株系coi1-1 MYB21oe1的MYB21表达量约为野生型的3倍，花药能够开裂，花丝长度与雌蕊长度比值约为0.85，显著高于coi1-1的约0.66，并且能够产生少量种子。但MYB21的转基因表达不能恢复coi1-1在茉莉酸抑制根生长、花青素积累和抗虫防御方面的缺陷。第七步是过量表达效应分析。研究发现，当MYB21或MYB24的表达水平过高（超过野生型8倍甚至更高）时，转基因植株反而表现出雄蕊发育受阻和雄性不育，说明MYB21和MYB24的表达水平必须处于适宜范围才能正常行使功能。此外，酵母双杂交和LCI实验还证明MYB21和MYB24可以形成同源或异源二聚体。

在主要结果方面，酵母双杂交筛选和验证实验首次发现MYB21和MYB24是JAZ蛋白的直接互作靶标，且这种互作依赖于MYB蛋白N端的R2R3 DNA结合结构域和JAZ蛋白C端的Jas结构域。LCI和BiFC实验进一步在植物体内证实了这种互作，并定位在细胞核中。遗传学实验表明myb21 myb24双突变体在花粉成熟、花药开裂和花丝伸长方面均存在缺陷，说明这两个转录因子在雄蕊发育中发挥关键作用。更重要的是，在coi1-1突变体中适度表达MYB21能够部分恢复雄蕊育性，但不影响其他茉莉酸调控的生理过程，这证明MYB21和MYB24是茉莉酸信号通路中特异性调控雄蕊发育的下游靶标。过量表达实验则揭示MYB21和MYB24的表达量受到严格调控，过高或过低都会导致雄性不育。

该研究的核心结论是，JAZ蛋白通过与MYB21和MYB24的R2R3结构域相互作用，抑制这两个转录因子的功能，从而在茉莉酸信号缺失时阻断雄蕊发育；当茉莉酸信号被COI1感知后，JAZ蛋白被招募到SCF^COI1复合体并被泛素化降解，释放MYB21和MYB24，进而激活下游基因表达，促进花药开裂、花粉成熟和花丝伸长。该研究首次阐明了茉莉酸信号调控雄蕊发育的分子机制，填补了JAZ蛋白下游特异性转录因子研究的空白。其科学价值在于揭示了茉莉酸信号通路中JAZ蛋白与R2R3-MYB转录因子之间的直接调控关系，为理解茉莉酸信号如何在不同生理过程中实现特异性调控提供了新的模型。在应用价值方面，该研究为提高作物育性或理解植物雄性不育机制提供了潜在的分子靶点和理论依据。

该研究的亮点包括：首次鉴定MYB21和MYB24为JAZ蛋白的直接靶标，明确了茉莉酸调控雄蕊发育的特异性信号分支；利用酵母双杂交、LCI和BiFC三种互补的实验方法验证了蛋白互作；通过结构域截短分析精确界定了互作区域；并通过遗传学和转基因回补实验证明了MYB21在茉莉酸调控雄蕊发育中的必要性和特异性。此外，研究还发现MYB21和MYB24的表达水平存在剂量效应，过量表达会导致雄性不育，这一发现提示植物在雄蕊发育过程中对这些转录因子的表达量有严格的控制机制，为后续研究提供了新的方向。