作者:Jijie Chai 来源:《自然》 发布时间:2016/2/18 14:57:24
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科学家破译植物“爱情密语”
发现被子植物雌雄识别分子机制

 

日前,记者从中科院遗传与发育生物学研究所获悉,该所杨维才研究组首次分离到了花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体,并揭示了信号识别和激活的分子机制。相关成果在线发表于《自然》杂志。

因为不具备动物精子的游动能力,被子植物中的胚囊会分泌信号分子引导花粉管定向生长。花粉管则将精子细胞运送到胚囊里,进而和包裹在胚囊内的卵细胞结合。在模式植物拟南芥中,通过反向遗传学手段,杨维才研究组在花粉管中筛选到两个膜表面受体蛋白激酶,参与花粉管对胚囊信号分子的响应。一系列的生化和细胞生物学实验结果显示,两个受体蛋白激酶共同接受胚囊信号,并启动花粉管的定向生长。

更重要的是,研究人员通过转基因手段把其中的一个信号受体导入另一种植物荠菜中,并和拟南芥进行杂交实验,发现转基因荠菜的花粉管识别拟南芥胚囊的效率大大提高。该研究是植物生殖领域的重大突破,并通过基因工程手段建立了利用生殖关键基因打破生殖隔离的方法,为克服杂交育种中杂交不亲和性提供重要的理论依据。

据了解,在被子植物中,精子是通过花粉管来传递的,但花粉管如何将精子传递到卵子,是植物生殖生物学几十年来关注的主要问题,也是杂交育种的技术瓶颈之一。一直以来,杂交育种都是人类提高农作物产量和品质的主要技术。但远缘杂交广泛存在生殖隔离造成的杂交障碍,往往导致杂交表现不亲和性,作物杂交育种失败或效率低下。而导致杂交障碍的主要原因之一是雌雄配子体的有效识别。(来源:中国科学报 丁佳)

 
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