近日，The Plant Journal雜志在線發(fā)表了水稻研究所題為《分泌型脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OsLTPL94作為EAT1的靶標(biāo)在水稻花粉壁發(fā)育中起作用》（Secretory lipid transfer protein OsLTPL94 acts as a target of EAT1 and is required for rice pollen wall development）的研究論文，該文報(bào)道了李平/李雙成教授團(tuán)隊(duì)在水稻花粉壁發(fā)育調(diào)控機(jī)制方面的新進(jìn)展。

 

　　植物的花粉壁保護(hù)雄配子體免受各種生物和非生物脅迫的影響。高等植物發(fā)育形成獨(dú)特的花粉壁結(jié)構(gòu)和精巧的外壁圖案，是一個(gè)精細(xì)而復(fù)雜的過(guò)程，需要生殖細(xì)胞與相鄰的體細(xì)胞的協(xié)同調(diào)控。然而，這一過(guò)程的分子機(jī)制仍不明朗。

 

　　該研究分離到一個(gè)水稻雄性不育突變體（l94），細(xì)胞學(xué)分析表明其花粉外壁發(fā)育存在缺陷，未能形成連續(xù)的外壁結(jié)構(gòu)和規(guī)則的表面圖案，可能由于初生外壁的異常模式影響了孢粉素的正確沉積和組裝。同時(shí)，l94的絨氈層發(fā)育也出現(xiàn)了異常。結(jié)合MutMap和CRISPR/Cas9技術(shù)，成功克隆到該花粉壁發(fā)育基因OsLTPL94。該基因編碼一種在禾本科中保守的G型非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白。GUS染色和RNA原位雜交分析證實(shí)，OsLTPL94在發(fā)育中的小孢子和絨氈層細(xì)胞中有較強(qiáng)的表達(dá)。OsLTPL94蛋白定位于細(xì)胞膜，其N(xiāo)端有一個(gè)分泌型的信號(hào)肽，而l94突變阻礙了其信號(hào)肽的分泌能力。進(jìn)一步結(jié)合Dual-LUC報(bào)告系統(tǒng)、酵母單雜交、DAP-qPCR和EMSA實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水稻bHLH類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子EAT1通過(guò)直接結(jié)合OsLTPL94啟動(dòng)子的E-box基序從而激活OsLTPL94的表達(dá)，并在兩個(gè)獨(dú)立的eat1突變體中證實(shí)了EAT1和OsLTPL94表達(dá)的相關(guān)性。該研究證實(shí)分泌型OsLTPL94是水稻花粉壁發(fā)育所必須的，并提出EAT1-OsLTPL94模塊可能在絨氈層和小孢子的協(xié)調(diào)發(fā)育中起關(guān)鍵作用，為水稻花粉壁發(fā)育調(diào)控機(jī)制提供了有價(jià)值的新信息。

 

　　水稻研究所在讀博士生陶陽(yáng)、講師鄒挺為該論文共同第一作者，李雙成教授和李平教授為共同通訊作者。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金、四川省科技創(chuàng)新苗子工程等項(xiàng)目資助。據(jù)悉，該文是陶陽(yáng)博士在讀期間的第二篇一作論文，此前有關(guān)水稻減數(shù)分裂關(guān)鍵基因DLC1的論文也發(fā)表于The Plant Journal雜志。

　　圖EAT1-OsLTPL94模塊調(diào)控水稻絨氈層和花粉壁發(fā)育的模式

 

　　論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15443