有性生殖是开花植物进行繁殖的一种重要方式,其中雄配子和雌配子发生的受精作用起到了关键作用。花粉作为植物的雄配子,承担着信号识别和运输精细胞的任务,其从发育成熟到萌发出花粉管,运送精细胞进入胚珠实现双受精,并最终发育形成胚,这是一个受到多种信号精确而复杂调控的过程,其中任何一个环节出现问题都可能会导致败育,即雄性不育现象。Atmat3是从SALK库中得到的一个。T-DNA插入突变体。AtMAT3基因编码硫腺苷甲硫氨酸合成酶,该酶催化合成硫腺苷甲硫氨酸,后者是生物体内广泛存在的甲基供体,参与甲基化反应。T-DNA区插入到AtMAT3基因唯一的外显子上,导致该基因表达量大幅下降。经基因组鉴定筛选出了纯合突变体,纯合体在营养发育阶段没有表现出异常表型,但是在生殖阶段却出现了育性降低的现象,其结实率只有8.9％,而野生型可以达到95.3％。正反交实验结果显示,突变体作母本野生型作父本时的结实率为34.2％,接近于野生型自交的结实率39.4％；野生型作母本atmat3作父本时的结实率为7.5％,接近于突变体自交的结实率8.1％,表明这是一个雄性不育突变体。石蜡切片观察发现,atmat3的花药发育正常。亚历山大染色和DAPI染色结果表明,atmat3的花粉发育正常,具有J下常的细胞核和活力。体外萌发实验显示,atmat3萌发率为56.8％,略低于野生型的69.2％；萌发12 h后观察到花粉管有顶端膨大现象,约占68.9％,而野生型几乎没有这一现象；突变体的花粉管长度为145.8μm,短于野生型的291.7μm。活体萌发实验表明,野生型花粉管萌发后12 h已经进入胚珠,而突变体的只生长到柱头附近,提示突变体的花粉管极性生长可能具有缺陷。检测了突变体和野生型中一些花粉管极性生长和导向相关基因,结果显示大部分基因都出现不同程度下调。构建atmat3的互补载体,转化突变体,以期观察到atmat3表型的回复。AtMAT3是一个组成型表达基因,在拟南芥的根、茎、叶和花中都有表达。综合以上,atmat3的花粉管极性生长异常,很可能受到甲基化修饰影响的多个基因共同参与了这一过程。　　 本研究通过EMS诱变sef突变体得到了两个突变体185和35。Sef是含有四个增强子的T-DNA插入突变体,T-DNA插入到了WUSCHEL基因的启动子而使WUSCHEL超表达,并产生异位花的表型。经EMS诱变得到的185和35没有表现出sef的表型,但是却表现出育性降低的表型,结实率分别只有7.5％和7.0％,而野生型为97.9％。在正反交中,185作母本野生型作父本时的结实率为34.5％,野生型作母本185做父本时的结实率为4.9％,提示185的雄配子有问题。石蜡切片结果显示,185和35的花药结构与野生型相比没有明显差异。DAPI染色发现,185和35的花粉出现大量核不正常的现象,正常率分别只有18.7％和20％,而野生型的这一比率为93.2％。亚历山大染色结果显示,185和35的花粉数量显著少于野生型,35还出现了大量死亡的花粉。花粉体外萌发实验显示,185和35的萌发率分别只有3.8％和1.9％,野生型的为45.5％,说明185和35的花粉萌发力严重降低。扫描电镜的结果也说明185和35的花粉数量少于野生型,花粉颗粒形态也不正常。这些结果表明,185和35是雄性不育突变体,它们的花粉在发育的早期出现异常,导致形成功能极低的花粉。对185和35进行图位克隆,可能会找到调控花粉发育的新基因。