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科研团队Cell发文揭示植物“自救”新机制

植物开花尊龙人生就是博旧版登录受精发育形成果实是人类熟知的自然规律,也为人类提供了赖以生存的重要 口粮 。然而,人们对植物开花受精规律的认识,是一个逐步靠近真相的漫长过程。早在1904年,人们就观察到了植物开花受精过程中的一种极具生命力的现象 受精恢复(fertilization recovery)。这一现象指的是,植物的雌配子受精失败后,胚珠会吸引额外的花粉管运送来新的精细胞,以确保受精成功。自1904年植物的受精恢复被发现以后,植物如何感知雌配子受精失败进而启动受精恢复,成了延续百年的科学之问。

李红菊研究员和杨维才院士的早期研究工作证实中央细胞参与花粉管吸引。在此基础上,研究人员通过转录组分析方法,确定了97个候选小肽并进行体外纯化再通过体外花粉管吸引实验进行一一验证,最终筛选出SALVAGER1(SAL1)和SAL2这两个具有花粉管吸引能力的信号分子。在体内条件下,也进一步证明它们具有花粉管吸引能力,并且SAL1/2能够直接结合在花粉管的质膜上。有趣的是,研究人员发现SAL1/2在受精前定位于中央细胞。但当助细胞吸引能力缺陷或者在受精过程中被突变花粉管破坏,研究人员观察到SAL1/2定向分泌到胚珠珠孔,到达株孔外的株柄上。这意味着从空间分布上取得了SAL1/2可以作为吸引信号引导花粉管从株柄到达胚囊的证据。

李红菊研究组通过抽丝剥茧层层论证,最终证明SAL1/2在助细胞失效时被分泌到珠孔外,发挥吸引花粉管的功能,也直接证明了中央细胞通过分泌SAL1/2直接参与植物的受精恢复机制。

遗传发育所孟姜果博士、徐银娇博士、王玮琦博士和在读博士生杨菲为共同第一作者。李红菊研究员为通讯作者,杨维才院士参与指导了此项工作。该项目得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和先导专项的资助。

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