New Phytologist |我室孙蒙祥教授团队在花粉管珠柄导向研究取得新进展

与动物不同，被子植物具有双受精的生殖方式。两个静止的精细胞需要经过花粉管递送进入胚囊分别与卵细胞和中央细胞结合。花粉管准确到达胚囊需要来自母体组织的信号引导。花粉管至少在两个关键部位：珠孔（micropyle ）和珠柄（funiculus）感知来自胚珠的引导信号。珠孔引导信号用于短距离导向，珠柄引导（funicular guidance）信号用于相对较长距离的导向。与花粉管珠孔导向机制研究相比，目前我们对于花粉管珠柄引导的信号及其通路还知之甚少

近日，New Phytologist在线发表了杂交水稻全国重点实验室孙蒙祥教授团队的题为“The female germ unit is essential for pollen tube funicular guidance in Arabidopsis thaliana”的研究论文，揭示了花粉管珠柄引导信号产生的发育阶段和组织，为下一步鉴定该信号分子提供了新线索。

本研究通过对3-脱氢奎尼酸合成酶（3-dehydroquinate synthase，DHQS）突变体进行分析，发现珠柄在花粉管导向中的重要功能，并且雌配子体（female gametophyte，FG）在珠柄引导中发挥关键作用。FG中DHQS的功能缺失导致花粉管珠柄引导中断，表明该引导信号产生于FG。进一步提供证据表明，珠柄导向的能力建立于细胞身份确立后的FG功能特化期间。半体外花粉管吸引实验表明株柄对于花粉管引导至关重要，FG中DHQS的功能缺失主要影响花粉管珠柄引导而不是花粉管珠孔引导。DHQS在助细胞、中央细胞或卵细胞的特异性表达能够回补dhqs/+突变体的珠柄引导缺陷，表明所有的雌性生殖单位（The female germ unit）细胞均参与了花粉管珠柄引导。

DHQS功能在进化上高度保守，其可能在水稻的花粉管引导过程中也发挥着重要功能。杂交水稻全国重点实验室博士生王秀是本文第一作者，彭雄波教授为本文通讯作者，孙蒙祥教授参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金和湖北洪山实验室的资助。

论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.18686