上海生科院揭示植物花粉管生長方向調控機理

2020-12-05 中國科學院

　　2月29日，《美國科學院院刊》（PNAS）雜誌發表了中國科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所王永飛研究組題為Cyclic nucleotide-gated channel 18 is an essential Ca2+ channel in pollen tube tips for pollen tube guidance to ovules in Arabidopsis 的研究論文。該研究發現，CNGC18（cyclic nucleotide-gated channel 18）作為花粉管頂端質膜Ca2+通道，在擬南芥花粉管生長方向調控中發揮核心作用。

　　植物的花粉管生長方向受到來自胚珠的引導信號的精細調控，確保花粉管準確找到胚珠珠孔，並進入胚珠，從而使兩個精子細胞被送入胚珠，完成雙受精。其中，花粉管頂端質膜Ca2+通道被認為是控制花粉管生長方向的核心功能蛋白，通過介導和精細調控胞外Ca2+內流，調控花粉管頂端Ca2+濃度梯度，從而進一步調控花粉管的生長方向。因此，花粉管頂端質膜Ca2+通道就成為從胚珠引導信號到花粉管本身對胚珠引導信號的感知和應答系統這一完整信號鏈的關鍵環節。但該Ca2+通道的遺傳身份幾十年來一直是未知的，其通過介導和調控胞外Ca2+內流，從而調控花粉管生長方向的假說也一直缺乏遺傳學證據的支持。該研究發現CNGC18是控制擬南芥花粉管生長方向最主要的一個質膜Ca2+通道，並用遺傳學證據證實了其通過調控花粉管頂端Ca2+濃度梯度的動態變化，從而調控花粉管生長方向的假說。該研究很好地解決了這一植物生殖生物學領域的重要科學問題，為進一步解析整個花粉管生長方向的信號調控網絡打開了一個突破口。

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上海生科院揭示植物花粉管生長方向調控機理

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