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太阳集团娱乐网址7777高新起课题组揭示拟南芥脂滴积累与花粉寿命的关系
发布时间:2022-04-03 作者: 浏览次数:214

太阳集团娱乐网址7777高新起课题组

揭示拟南芥脂滴积累与花粉寿命的关系


花粉寿命即花粉的生活力,指花粉离开花药以后能维持受精能力时间的长短,是授粉成功和杂交种子生产的重要因素。脱离花药后的花粉粒进行程序化干燥脱水,其自身采用一种稳态机制来维持膨压和活力,蛋白和其他生化成分是在干燥耐受过程中保护细胞机制所必需的。然而,维持花粉活力的调控机制还知之甚少。

2022329日,New Phytologist在线发表了我院高新起教授课题组题题为“PALD encoding a lipid droplet-associated protein is critical for the accumulation of lipid droplets and pollen longevity in Arabidopsis的研究论文。该研究发现脂滴相关蛋白编码基因PALDProtein Associated with Lipid Droplets)对于成熟花粉粒脂滴数量的维持和花粉寿命的调控至关重要,也为两者之间的相关性提供了证据



花粉粒表面的脂类是花粉外被和外壁的主要成分,也是参与授粉过程中花粉干燥脱水以及花粉-柱头识别的重要因素。成熟花粉粒细胞内也会积累脂类,包括细胞膜磷脂和中性脂类如脂滴(LDs)中的三酰基甘油(TAGs)。LDs在花粉萌发和花粉管生长过程中作为膜原料和能量的存储物。在拟南芥中,脂类合成和代谢缺陷影响花粉发育、花粉水合、萌发或花粉管的生长。

本研究GUS染色和表达模式检测结果显示,PALD在成熟花粉粒和花粉管中特异性表达,并在干燥条件下表达上调。亚细胞定位结合序列截短突变分析表明,PALDN端序列对其LD定位至关重要。在花粉发育期间,PALD的表达水平与LDs的积累呈正相关,其功能缺失导致花粉粒中LDs的数量和直径均显著降低。


1. 拟南芥pald突变体及回补株系的花粉萌发


pald突变体成熟花粉粒的活力和萌发与野生型相比无明显差异;但花粉粒在干燥条件下储存后,与野生型相比,突变体的花粉萌发和雄配子传递则严重受损(图1)。已知定位于质体的葡萄糖-6-磷酸/磷酸转运蛋白GPT1在拟南芥花粉成熟过程中的LD积累中发挥作用。经验证发现,gpt1-2突变体的LD丰度降低,花粉寿命缩短。结合上述结果表明,LD积累与花粉寿命密切相关。

2. 拟南芥pald突变体及其回补株系的LD丰度


该研究得到了国家自然科学基金(3177034931970190)的资助。


全文链接 https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.18123


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