高等植物獨特的花粉壁結(jié)構(gòu)和模式，對于花粉育性至關(guān)重要。阿拉伯半乳糖蛋白（AGPs）廣泛分布于各類植物細胞，而類成束糖蛋白（FLAs）是一類在植物生長發(fā)育中起重要作用的AGPs，但目前對FLAs在水稻生殖發(fā)育過程中的功能知之甚少。近日，JIPB（中科院一區(qū)TOP，IF=7.061）在線發(fā)表了我校水稻所李雙成和李平課題組題為“DEAP1encodes a fasciclin-like arabinogalactan proteinrequired for male fertility in rice”（https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/jipb.13271）的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)水稻中一個FLA家族蛋白成員DEAP1參與了水稻花粉外壁發(fā)育和萌發(fā)孔環(huán)形成。

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)DEFECTIVE EXINE AND APERTURE PATTERNING1（DEAP1）突變導(dǎo)致特異雄性不育，細胞學(xué)顯示突變體小孢子發(fā)育過程異常，絨氈層降解輕微延遲，花粉外壁形成具有缺陷，且萌發(fā)孔環(huán)變得扁平。定位克隆顯示，DEAP1編碼一個III類植物FLAs成員，可能通過分泌途徑錨定在細胞膜上，具有糖基化的趨勢，且在花粉發(fā)育過程中特異、動態(tài)地在生殖細胞和絨氈層表達。在deap1突變體中，與花粉外壁、萌發(fā)孔和絨氈層發(fā)育相關(guān)的眾多已知基因轉(zhuǎn)錄水平顯著降低。進一步研究發(fā)現(xiàn)，DEAP1可能通過與擬南芥萌發(fā)孔相關(guān)因子D6 PROTEIN KINASE-LIKE3的兩個同源蛋白OsD6PKL3s互作，直接影響水稻花粉萌發(fā)孔的建成。

 

　　李雙成和李平課題組近年來在水稻生殖發(fā)育領(lǐng)域取得了一系列進展，克隆了大量涉及水稻雄性、雌性和雌雄育性調(diào)控的關(guān)鍵基因，并詳細揭示了部分基因的遺傳調(diào)控途徑，為水稻生殖發(fā)育機制解析和新型不育種質(zhì)創(chuàng)制奠定了基礎(chǔ)。本研究進一步揭示了水稻花粉發(fā)育的新機制，也為FLAs在植物生殖發(fā)育中的功能提供了新認(rèn)識。博士生周丹和鄒挺講師為該論文的共同第一作者，李雙成教授和李平教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、雜交水稻國家重點實驗室開放課題和四川省科技廳項目等資助。