研讨提醒胚珠产生的异步性及其调控机制

近日，上海交通年夜学性命迷信技术学院林文慧研讨团队在有名学术期刊Development在线颁发了题为Asynchrony of Ovule Primordia Initiation in Arabidopsis的研讨论文，具体论述了胚珠产生的进程及其调控机制。上海交通年夜学性命迷信技术学院博士生于世霞为该论文的第一作者，上海交通年夜学性命学院研讨员林文慧为通信作者。宁波年夜学周吕文博士和冯世亮博士、中国迷信院与发育研讨所焦雨铃研讨员、以及中国迷信院分子动物迷信杰出立异中间徐麟研讨员参加了该项任务。

种子是低等动物繁殖后辈的紧张器官，胚珠是种子的前体，胚珠的产生进程决议了胚珠数目的最年夜能够性，进而极年夜水平的影响了种子的数目。相识胚珠产生的调控机制不只具备紧张的迷信意义，也具备潜在的利用代价。今朝，胚珠发育的进程及其调控通路已有一定的研讨，但胚珠产生的进程及其调控机制还知之甚少。

该研讨起首发现了胚珠产生的异步性，即统一胎座上的胚珠是分零售生的。已有研讨中，胚珠产生（胚珠原基肇端）进程尚无具体描写，胚珠产生的时期对应花发育的详细时期仍有争议。该研讨确认，花发育第八期时并无胚珠原基肇端，胚珠原基最早呈现在花发育第九期；统一胎座上存在分歧年夜小和形态的胚珠原基，而且新老胚珠原基出现距离分列；最年夜的胚珠原基年夜概率呈现在胎座中下部。以上征象暗示两种能够性：胚珠分歧时产生但发育速率类似，或胚珠同时产生但发育速率分歧。进一步察看分歧标志基因（CUC3， PIN1以及R2D2）在胚珠产生进程中的表白，证实胚珠分零售生，即花发育第九期晚期胎座上先肇端第一批胚珠原基；跟着胎座的伸长已肇端的胚珠原基间的间距扩展，在界限上肇端第二批胚珠，如两个已有胚珠的间距不够年夜则其间没有新胚珠产生；有时在胎座的两头可产生第三批胚珠。胚珠产生进程实现后，分歧零售生的胚珠年夜小和形状趋于一致，但胚珠发育分歧时期的标志基因（WUS， KNU， FM1）表白却显示胚珠产生的异步性会继续到胚珠发育成熟。在整个胚珠发育进程中统一胎座中的分歧胚珠一直存在两个或以上相邻的发育时期，暗示了胚珠发育的异步性起源于胚珠产生的异步性，也解释了较早发现的统一雌蕊中分歧雌配子体存在两个或以上相邻发育时期的征象。

该研讨接着摸索了胚珠异步产生的调控机制。胚珠产生可视作一种特别的侧生器官肇端，已知成长素在茎顶端分生组织上侧生原基肇端中发扬紧张作用。该研讨发现，在胚珠产生之前，成长素极性运输PIN1在部门胎座细胞的细胞膜中定位加强，这些PIN1旌旗灯号加强的细胞凑集的地位便是胚珠原基肇端的地位；胚珠产生进程中，PIN1朝向胚珠原基顶端定位，招致胚珠原基顶端呈现成长素岑岭；第一批胚珠产生之后，PIN1极性定位产生逆转，使部门成长素回流到胚珠原基之间的胎座上，在两个已肇端的胚珠原基之间的界限上造成新的成长素岑岭，惹起第二批胚珠产生。该研讨进一步通过数学办法将成长素动静变动以及胎座伸长模子化，模拟了胚珠原基分歧步肇端的进程。运用成长素极性运输克制剂NPA在第一批胚珠产生后阻断成长素的极性运输，会克制第二批胚珠产生，罢了经肇端的胚珠原基可以持续成长，招致胚珠数目降低。另外，油菜素甾醇BR通过增年夜胎座和进步成长素旌旗灯号相应来匆匆进胚珠产生并添加胚珠数目，可佐证成长素的动静变动调控了胚珠产生的异步性，也解释了为何较年夜的胎座会发生较多的胚珠。胚珠产生的异步性具备紧张的生物学意义，动物可通过监测已有胚珠间距年夜小来判断本身养分和所处情况是否得当第二批胚珠产生，进而节制子代数目。(100yiyao.com）