植物雄配子體的正常發生和發育直接影響到物種的世代交替🚆,是生物繁殖後代和進化的核心事件之一,該發育過程中的細胞分化以及與周邊細胞互作遺傳機製的研究,對於提高人們對植物基本生命現象的認識以及作物雜交育種提高農業產量具有重要意義。雖然目前已克隆和報道了一些特異在絨氈層細胞👷🏽♀️、或在絨氈層和小孢子母細胞中同時表達🏃♀️,從而影響雄性配子體細胞分化和發育的基因,但科學家對配子體細胞與相鄰體細胞之間的相互作用的分子機理仍然知之甚少🟫。
EON体育4平台張大兵教授研究團隊經過近8年的研究🩷,克隆並鑒定了一個在水稻花粉母細胞中特異表達🧑🏼🏭,卻影響其周圍的營養層細胞絨氈層發育的分泌性糖蛋白基因 MTR1(MICROSPORE AND TAPETUM REGULATOR 1),該項研究為科學界了解生殖細胞與其營養層細胞間相互關系、協同發育方面提供了新的認識⌚️。研究成果於2012年6月12日發表在國際頂級學術期刊《細胞發育》(Developmental cell)上,原文鏈接為:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1534580712001888)😻。
在該項研究中,我校博士生譚何新等通過圖位克隆的方法克隆了MTR1基因🏮,該基因是一個含有Fasciclin結構域的分泌性的糖蛋白,控製著水稻雄性生殖細胞和其周圍的營養層細胞的共同發育。研究表明🎫☺️,MTR1專一地表達在雄性生殖細胞中🥨,但是它的突變體卻在營養層細胞絨氈層和生殖細胞小孢子的發育都表現出了缺陷,最後造成了完全的雄性不育。MTR1含有兩個fasciclin 結構域🛗,兩個N糖基化位點和一個能夠介導MTR1細胞膜定位的分泌性的N端信號肽,這些結構域都是MTR1行使功能所必需的🐲。這些研究結果暗示水稻生殖細胞——花粉的正常發育不僅受其自身遺傳因子的調節,還同時向其周圍的體細胞傳遞信號,MTR1蛋白在這一過程中的作用如模式圖中所示。這是第一例發現生殖細胞表達的基因控製了生殖細胞和營養層細胞的協調發育的研究👨🏽🎨,對該蛋白調控網絡的進一步研究將大大擴展EON体育4平台對生殖細胞和其周圍的營養層細胞的相互作用分子機理的認識。