擬南芥MtN3家族基因影響小孢子初生外壁發(fā)育.pdf

1、花粉壁在植物的生殖發(fā)育過程中起很重要的作用，可以使花粉免除外界物理壓力并且抵抗不良環(huán)境的侵襲。糖份對植物花蜜的產(chǎn)生，種子和花粉發(fā)育都是必需的。之前報(bào)道，擬南芥RPG1是一個(gè)糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，并且影響花粉外壁的發(fā)育和早期花序的育性。
　　 本研究利用透射電子顯微鏡詳細(xì)地觀察rpg1突變體小孢子在四分體時(shí)期的發(fā)育過程。結(jié)果顯示：與野生型相比，rpg1突變體的初生外壁基質(zhì)減少，小孢子質(zhì)膜不能形成規(guī)則的波浪狀結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致孢粉素的不正常沉積，

2、最終引起擬南芥小孢子的外壁模式的缺陷和花粉的降解。在rpg1突變體背景下，四分體周圍胼胝質(zhì)的沉積比野生型少，半定量和定量PCR表明負(fù)責(zé)胼胝質(zhì)合成的基因CALS5的表達(dá)降低。為了研究rpg1突變體晚期育性恢復(fù)的分子機(jī)理，我們通過表達(dá)譜和序列分析選定了另外一個(gè)MtN3/saliva基因家族成員RPG2進(jìn)行研究.預(yù)測顯示該基因在花苞和花粉中表達(dá)，進(jìn)一步的原位雜交顯示RPG2基因在花藥發(fā)育過程中有表達(dá)。RPG2融合GFP的煙草瞬間轉(zhuǎn)化顯示其定位

3、于細(xì)胞膜。rpg2單突變的育性與野生型沒有差異，而掃描電鏡顯示rpg2的花粉外壁的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有輕微的缺陷。rpg1rpg2雙突變體與rpg1相比育性嚴(yán)重下降，不僅植株種子平均數(shù)減少，而且后期的果莢里幾乎沒有種子產(chǎn)生。這表明和RPG1和RPG2在植株育性方面存在部分冗余，而RPG1在早期的花序中起主要作用。綜上所述，我們的結(jié)果進(jìn)一步闡明了rpg1突變體花粉外壁發(fā)育缺陷的細(xì)節(jié)，揭示了MtN3家族基因在初生外壁基質(zhì)沉積和胼胝質(zhì)合成過程中的作用。