上海交通大学的研究人员经过近8年研究，克隆并鉴定了一个在水稻花粉母细胞中特异表达，却影响其周围的营养层细胞绒毡层发育的分泌性糖蛋白基因MTR1，从而为科学界了解生殖细胞与其营养层细胞间相互关系、协同发育等提供了新的认识。相关成果日前发表于国际期刊《发育细胞》。
植物雄配子体的正常发生和发育直接影响到物种的世代交替，是生物繁殖后代和进化的核心事件之一。其发育过程中的细胞分化以及与周边细胞互作遗传机制的研究，对提高关于植物基本生命现象的认识以及通过作物杂交育种提高农业产量具有重要意义。
虽然目前已克隆和报道了一些特异在绒毡层细胞，或在绒毡层和小孢子母细胞中同时表达，从而影响雄性配子体细胞分化和发育的基因，但科学家对配子体细胞与相邻体细胞之间相互作用的分子机理仍然知之甚少。
该校生命科学技术学院的博士生谭何新等在张大兵教授的指导下，通过图位克隆的方法克隆了MTR1基因。该基因是一个含有Fasciclin结构域的分泌性的糖蛋白，控制着水稻雄性生殖细胞和其周围的营养层细胞的共同发育。
研究表明，MTR1专一地表达在雄性生殖细胞中，但是它的突变体在营养层细胞绒毡层和生殖细胞小孢子的发育都表现出了缺陷，最后造成了完全的雄性不育。“MTR1含有两个fasciclin结构域、两个N糖基化位点和一个能介导MTR1细胞膜定位的分泌性的N端信号肽，这些结构域都是MTR1行使功能所必需的。”张大兵表示，这些研究结果暗示水稻生殖细胞——花粉的正常发育不仅受其自身遗传因子的调节，还同时向其周围的体细胞传递信号。
有关专家认为，这是第一例发现生殖细胞表达的基因控制了生殖细胞和营养层细胞的协调发育的研究，对该蛋白调控网络的进一步研究将大大扩展对生殖细胞和其周围的营养层细胞的相互作用分子机理的认识。（来源：中国科学报 黄辛）
