#被子植物阻止多精受精分子機制獲揭示# 1月21日,北京大學生命科學學院教授瞿禮嘉團隊揭示了模式植物擬南芥通過小肽信號及其受體介導的信號通路防止被子植物多精受精的分子機制,即每個胚珠僅允許一根花粉管穿出花柱道的隔膜進入其內進行受精。相關論文http://t.cn/A6JkoAqm 發表於《科學》。

瞿禮嘉團隊首先鑒定到在雌蕊花柱道隔膜處表達的3個受體FERONIA、ANJEA和HERK1。這3個受體在膈膜處建立不讓“多花粉管穿出”的“屏障”,因為在缺失這3個受體的雌蕊中會出現多根花粉管同時穿出花柱道隔膜靶向同一胚珠的現象。同時,他們又鑒定到花粉管(雄方)分泌的5個小肽RALF6、7、16、36和37是3個受體的配體信號分子,也參與在膈膜處建立不讓“多花粉管穿出”的“屏障”,因為缺失這5個小肽信號,也會出現上述現象。也就是說,他們首次闡明了在花柱道隔膜處防止多花粉管穿出屏障的建立是有賴於雌(受體)—雄(小肽信號)雙方的相互作用,揭示了擬南芥中防止多花粉管受精的分子機制。

進一步研究發現,花粉管是溝通胚珠中受精狀態和花柱道隔膜處屏障開/關的一個橋梁。當花粉管爆裂釋放精細胞進行受精時,破裂花粉管表面的RALF小肽急劇減少,從而解除花柱道隔膜處的“屏障”,以便讓第二根花粉管在需要“受精補償”的時候穿出花柱道靶向胚珠進行第二次受精。這也完美解釋了防止多花粉管穿出的屏障是如何逆轉開放的。

在花柱道隔膜處建立防止多花粉管穿出的屏障,除了防止“多精受精”外,還在植物演化上具有重要意義。只允許一根花粉管穿出的“屏障”的建立是實現“同種花粉優先”、促進近緣物種間生殖隔離的先決條件,因為該屏障確保了沒有其他花粉管穿出的競爭,是確定第一根穿出的花粉管優先受精優勢的基礎。

最後,基於實驗結果,瞿禮嘉團隊提出了防止多根花粉管穿出的屏障如何建立和解除的工作模型。http://t.cn/A6JkoAqB

更多學習動態

全站最新消息

d