拟南芥花粉在柱头表面的水合研究取得新进展
发布时间:2016-09-10 浏览次数:

2016729,我院张宪省教授课题组在《PLoS Genetics》期刊上发表了题为“The Arabidopsis KINβγ Subunit of the SnRK1 Complex Regulates Pollen Hydration on the Stigma by Mediating the Level of Reactive Oxygen Species in Pollen”的研究论文,报道了拟南芥花粉的活性氧参与授粉识别过程中花粉和柱头的相互作用,调节花粉在柱头表面的水合。

授粉是植物进行有性生殖的关键环节,是种子和果实产生的基础。花粉和柱头细胞的识别是植物授粉识别的关键步骤。落在柱头上的花粉经历黏附、水合、萌发等过程,生长出花粉管将精细胞转移到胚囊完成双受精。花粉在柱头上水合是其萌发和生长出花粉管的前提。植物非酵解型蔗糖激酶复合体(Sucrose Nonfermenting Related Protein Kinase 1 complexSnRK1 complex)是糖信号转导过程中的关键调控因子,主要参与了代谢调控、激素和发育信号转导等过程。KINβγ是植物SnRK1 complex特有的一个调节亚基。该研究发现,拟南芥kinβγ 突变体的花粉能在花粉萌发培养基上水合并萌发,但是不能在柱头表面水合和萌发。超微结构分析发现,突变体花粉的线粒体和过氧化物酶体的数量减少,结构异常,同时活性氧水平降低。突变体花粉活性氧水平的降低可能是由线粒体和过氧化物酶体异常引起的,因为在线粒体和过氧化物酶体分裂异常的突变体fis1A 中也观察到活性氧水平降低。体外添加活性氧能够部分恢复花粉水合异常的表型;此外,在花粉中过表达过氧化氢酶CAT3会引起花粉活性氧水平降低,同时导致花粉在柱头表面水合的异常,进一步表明,活性氧是调节花粉在柱头表面水合的关键因子。该研究第一次揭示了来自花粉粒内部的信号参与调控花粉在柱头表面的水合过程。

该研究受到国家重大科学研究计划和国家自然科学基金的资助。

http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371%2Fjournal.pgen.1006228