#被子植物阻止多精受精分子机制获揭示# 1月21日,北京大学生命科学学院教授瞿礼嘉团队揭示了模式植物拟南芥通过小肽信号及其受体介导的信号通路防止被子植物多精受精的分子机制,即每个胚珠仅允许一根花粉管穿出花柱道的隔膜进入其内进行受精。相关论文http://t.cn/A6JkoAqm 发表于《科学》。

瞿礼嘉团队首先鉴定到在雌蕊花柱道隔膜处表达的3个受体FERONIA、ANJEA和HERK1。这3个受体在膈膜处建立不让“多花粉管穿出”的“屏障”,因为在缺失这3个受体的雌蕊中会出现多根花粉管同时穿出花柱道隔膜靶向同一胚珠的现象。同时,他们又鉴定到花粉管(雄方)分泌的5个小肽RALF6、7、16、36和37是3个受体的配体信号分子,也参与在膈膜处建立不让“多花粉管穿出”的“屏障”,因为缺失这5个小肽信号,也会出现上述现象。也就是说,他们首次阐明了在花柱道隔膜处防止多花粉管穿出屏障的建立是有赖于雌(受体)—雄(小肽信号)双方的相互作用,揭示了拟南芥中防止多花粉管受精的分子机制。

进一步研究发现,花粉管是沟通胚珠中受精状态和花柱道隔膜处屏障开/关的一个桥梁。当花粉管爆裂释放精细胞进行受精时,破裂花粉管表面的RALF小肽急剧减少,从而解除花柱道隔膜处的“屏障”,以便让第二根花粉管在需要“受精补偿”的时候穿出花柱道靶向胚珠进行第二次受精。这也完美解释了防止多花粉管穿出的屏障是如何逆转开放的。

在花柱道隔膜处建立防止多花粉管穿出的屏障,除了防止“多精受精”外,还在植物演化上具有重要意义。只允许一根花粉管穿出的“屏障”的建立是实现“同种花粉优先”、促进近缘物种间生殖隔离的先决条件,因为该屏障确保了没有其他花粉管穿出的竞争,是确定第一根穿出的花粉管优先受精优势的基础。

最后,基于实验结果,瞿礼嘉团队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

更多科学动态

全站最新消息

d