交大植物雄配子体发育分子调控研究取得进展
上海交通大学,2012-06-19
植物雄配子体的正常发生和发育直接影响到物种的世代交替，是生物繁殖后代和进化的核心事件之一，该发育过程中的细胞分化以及与周边细胞互作遗传机制的研究，对于提高人们对植物基本生命现象的认识以及作物杂交育种提高农业产量具有重要意义。虽然目前已克隆和报道了一些特异在绒毡层细胞、或在绒毡层和小孢子母细胞中同时表达，从而影响雄性配子体细胞分化和发育的基因，但科学家对配子体细胞与相邻体细胞之间的相互作用的分子机理仍然知之甚少。
上海交通大学生命科学技术学院张大兵教授研究团队经过近8年的研究，克隆并鉴定了一个在水稻花粉母细胞中特异表达，却影响其周围的营养层细胞绒毡层发育的分泌性糖蛋白基因 MTR1（MICROSPORE AND TAPETUM REGULATOR 1），该项研究为科学界在配子体细胞与其营养层细胞间相互关系、协同发育方面提供了新的认识。研究成果于2012年6月12日发表在国际顶级学术期刊《细胞发育》（Developmental cell）上.
在该项研究中，上海交大博士生谭何新等通过图位克隆的方法克隆了MTR1基因，该基因是一个含有Fasciclin结构域的分泌性的糖蛋白，控制着水稻雄性生殖细胞和其周围的营养层细胞的共同发育。研究表明，MTR1专一地表达在雄性生殖细胞中，但是它的突变体却在营养层细胞绒毡层和生殖细胞小孢子的发育都表现出了缺陷，最后造成了完全的雄性不育。MTR1含有两个fasciclin 结构域，两个N糖基化位点和一个能够介导MTR1细胞膜定位的分泌性的N端信号肽，这些结构域都是MTR1行使功能所必需的。这些研究结果暗示水稻生死细胞花粉的正常发育不仅受其自身遗传因子的调节，还同时向其周围的体细胞传递信号，MTR1蛋白在这一过程中的作用如模式图中所示。这是第一例发现生殖细胞表达的基因控制了生殖细胞和营养层细胞的协调发育的研究，对该蛋白调控网络的进一步研究将大大扩展我们对生殖细胞和其周围的营养层细胞的相互作用分子机理的认识。
原文链接为：MTR1 Encodes a Secretory Fasciclin Glycoprotein Required for Male Reproductive Development in Rice
