论文部分内容阅读
拟南芥花粉发育过程中，小孢子母细胞减数分裂产生四分体后发育为小孢子。小孢子经过不均等的有丝分裂，产生二细胞花粉，二细胞花粉的生殖细胞进一步分裂产生两个精细胞形成三细胞花粉。人们通过分子遗传学的研究对这一过程有了较为详细的理解，但是对某些特定的阶段，特别是减数分裂完成后的细胞周期过程的调控机理仍然不是很清楚。
本研究分离了一个编码拟南芥蛋白泛素化降解系统F-box蛋白的基因F-box/LRR（FBL）的T-DNA插入突变体。亚历山大染色表明，该基因的突变导致花粉败育；配子传递效率分析显示，突变体的雄配子传递效率几乎为零，而突变对雌配子的传递效率的影响要小得多，这表明FBL主要影响雄配子体的育性。用DAPI对花粉的染色发现，fbl突变体的花粉发育停留在单细胞时期，表明fbl突变影响了单细胞花粉向二细胞花粉的转变过程。
RT-PCR分析显示FBL在细胞分裂旺盛的愈伤中表达量最高，推测FBL可能通过降解细胞周期的抑制因子而起作用。KRP6是细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶的抑制因子，花粉发育过程中KRP6被泛素化降解是细胞分裂正常进行的必要条件。酵母双杂交结果表明FBL可能通过其LRR亚基与KRP6相互作用，推测FBL可能通过降解KRP6来解除其对细胞周期的抑制作用。
ASK家族蛋白连接F-box蛋白与Cullinl构成SCF复合体。酵母双杂交分析发现FBL可以与ASK家族多个蛋白ASK11、ASK16、ASK18存在相互作用，表明FBL可能通过多个ASK来形成SCFFBL复合体。RHF1a、RHF2a是两个在PMI中起重要的作用调节因子，也参与了KRP6的降解。利用细胞周期数据库Cyclbase（www.cyclbase.org）分析了FBL、RHF1a、RHF2a，的表达模式，发现FBL基因主要在M-G1-S时期表达，而RHF1a/2a则在S-G2-M转变时期表达。推测FBL与RHF1a/2a可能在细胞周期不同的阶段分别降解KRP6。
综上所述，得出以下结论：在拟南芥的花粉发育过程中，FBL在G1-S时期表达，通过与ASK11等蛋白形成SCFFBL复合体调控KRP6的降解。在单倍体的小孢子中，FBL的缺失突变使KRP6不能被泛素化降解。KRP6的积累抑制了减数分裂后的小孢子进入有丝分裂的S期，使单细胞花粉不能通过有丝分裂形成二细胞花粉。因此，FBL是控制着小孢子减数分裂后第一轮有丝分裂正常启动和进行的关键调节因子。