论文部分内容阅读
被子植物的双受精是一个复杂的过程,包括雌雄配子体发育、花粉管生长、花粉管导向和花粉管接纳。花粉管感受雌配子体发出的信号导向雌配子体生长,之后进入雌配子体,随后助细胞发生程序性细胞死亡(programmed cell death PCD),最终花粉管爆裂释放精细胞。之前有研究发现,细胞表面受体例如：FERONIA (FER)调控花粉管接纳过程,但是花粉管接纳过程的调控机理仍然不是很清晰。我们发现AP1Gs在花粉发育和花粉管接纳过程中发挥重要功能。AP1Gs编码适配蛋白复合体1 (adaptor protein complexl, AP1)的γ(G)亚基。AP1是由μ (M), σ,γ (G)和β四个亚基组成的异源四聚体,定位于反式高尔基体网络结构和早期内吞小体(trans-Golgi network/early endosome TGN/EE),通过介导蛋白质分选,在细胞分泌和内吞过程中发挥重要功能。拟南芥AP1Gs由两个高度同源的基因编码,分别为AP1G1和AP1G2。我们发现AP1Gs功能缺失影响了花粉发育过程中液泡的动态变化和酸度,从而导致雄配子体完全败育；雌配子体为部分败育,具体表现在花粉管接纳方面的缺陷,即花粉管进入胚囊后在胚囊内持续生长,无法爆裂,精细胞无法释放。本研究的主要结果如下：(1) AP1Gs介导的液泡动态变化和酸度在花粉发育过程中发挥重要作用。AP1Gs的双突变体无法获得,通过互交实验证实纯合突变的花粉完全败育。通过成熟花粉中性红染色和BCECF-AM染色发现,纯合突变的花粉液泡酸度异常。在花粉发育过程中,伴随着液泡的动态变化。我们通过透射电子显微镜观察发现,AP1Gs功能缺失影响了花粉发育过程中液泡的动态变化。(2) AP1Gs调控雌配子体介导的花粉管接纳。互交实验结果表明AP1Gs功能缺失导致部分雌配子体败育。通过实验证实,花粉管进入胚囊后无法正常爆裂,即花粉管接纳过程异常。花粉管接纳过程中助细胞和花粉管之间的交流至关重要。这说明AP1Gs功能缺失导致助细胞功能异常。(3)AP1Gs定位于反式高尔基体网络结构和早期内吞小体(TGN/EE)。我们获得了泛素启动子10(promoter of ubiquitin10, ProUBQ10)驱动的AP1Gs融合GFP的稳定转基因株系。外源的AP1Gs可以完全互补突变体在花粉方面的表型,说明突变体的表型是由AP1Gs缺失导致的。通过荧光双标记的方法证明APIGs定位于TGN/EE。