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花粉的萌发和生长是植物有性生殖发育的重要生理过程,也是研究植物细胞极性生长、分化、以及胞内胞外信号转导的重要体系。本实验室的前期工作获得了一个在花粉中特异表达的萌发相关的NPC-like基因即非特异型磷脂酶C样基因(Nonspecific Phospholipase C like gene,缩写为NPCL)的T-DNA插入突变体,研究并利用转基因技术获得了发现该基因参与花粉萌发和花粉管生长生理过程的证据。本研究进一步提供了该基因参与这一生理过程的实验证据并深入分析了该基因作用的分子机制。第一,通过融合表达YFP,发现AtNPCL定位于质膜和内膜系统;通过构建AtNPCL无信号肽载体进行遗传转化获得了转基因植株,该植株花粉萌发和生长的表型不能恢复,说明无信号肽则该基因不能起作用;通过ESI-MS/MS的方法检测了AtNPCL缺失突变体植株花中脂类的变化--其总磷脂量较野生型下降了19%;上述证据共同证实一个结论:AtNPCL作为一种参与脂类合成的酶类,参与了花粉管的萌发和生长的生理过程。
第二,通过杂交比较了AtNPCL缺失突变体花粉和野生型花粉在受精过程中的作用,发现该基因仅仅影响了花粉管萌发和生长速率,并没有影响受精作用。说明该基因主要是在花粉管竞争性生长中起作用。
第三,通过对AtNPCL同源基因AtPLC15基因缺失表达突变体、AtNPCL和AtPLC15双突突变体npcl-plc15的体内及体外花粉萌发的检测,发现在AtNPCL同源基因的家族中,AtNPCL基因是起主要作用的。