日前，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院梁婉琪研究小組在最新研究中揭示了水稻花藥發(fā)育的新機制。
據(jù)了解，花粉在植物雄性生殖器官花藥中發(fā)育成熟，早期花藥原基中造孢細(xì)胞通過一系列的細(xì)胞分裂、分化過程，形成花粉的前體細(xì)胞——小孢子母細(xì)胞和圍繞在外面的三層營養(yǎng)組織，這三層營養(yǎng)組織和最外層表皮對小孢子母細(xì)胞起到重要的保護作用，同時為其發(fā)育提供必要的物質(zhì)和營養(yǎng)保障。一旦營養(yǎng)組織和表皮不能正常發(fā)育將會影響花粉的形成，最終可能會導(dǎo)致雄性不育系的產(chǎn)生。
此次研究人員分離鑒定到水稻中一個新的bHLH家族轉(zhuǎn)錄因子TIP2，該基因參與控制花藥發(fā)育早期花藥壁內(nèi)三層細(xì)胞的分裂分化行為。TIP2在早期花藥營養(yǎng)細(xì)胞層中特異表達，其突變體花藥壁的內(nèi)三層不能正常分化，后期中層和絨氈層不能正常降解，導(dǎo)致小孢子母細(xì)胞發(fā)育停滯。在內(nèi)三層營養(yǎng)細(xì)胞層分裂完成后，TIP2通過激活另一個bHLH轉(zhuǎn)錄因子TDR，并與TDR形成蛋白復(fù)合體促進絨氈層的細(xì)胞分化。在小孢子母細(xì)胞完成減數(shù)分裂后，TIP2促進第三個bHLH轉(zhuǎn)錄因子EAT1的基因表達，TDR與EAT1形成新的蛋白復(fù)合體調(diào)節(jié)絨氈層的程序性死亡過程。
相關(guān)專家表示，該研究豐富了對植物生殖發(fā)育機制和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的理解，也為水稻雜交育種提供了新的基因資源。 金農(nóng)
