近日，The Plant Journal雜志在線發(fā)表了水稻研究所題為《分泌型脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白OsLTPL94作為EAT1的靶標(biāo)在水稻花粉壁發(fā)育中起作用》（Secretory lipid transfer protein OsLTPL94 acts as a target of EAT1 and is required for rice pollen wall development）的研究論文，該文報道了李平/李雙成教授團(tuán)隊在水稻花粉壁發(fā)育調(diào)控機(jī)制方面的新進(jìn)展。
植物的花粉壁保護(hù)雄配子體免受各種生物和非生物脅迫的影響。高等植物發(fā)育形成獨特的花粉壁結(jié)構(gòu)和精巧的外壁圖案，是一個精細(xì)而復(fù)雜的過程，需要生殖細(xì)胞與相鄰的體細(xì)胞的協(xié)同調(diào)控。然而，這一過程的分子機(jī)制仍不明朗。
該研究分離到一個水稻雄性不育突變體（l94），細(xì)胞學(xué)分析表明其花粉外壁發(fā)育存在缺陷，未能形成連續(xù)的外壁結(jié)構(gòu)和規(guī)則的表面圖案，可能由于初生外壁的異常模式影響了孢粉素的正確沉積和組裝。同時，l94的絨氈層發(fā)育也出現(xiàn)了異常。結(jié)合MutMap和CRISPR/Cas9技術(shù)，成功克隆到該花粉壁發(fā)育基因OsLTPL94。該基因編碼一種在禾本科中保守的G型非特異性脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白。GUS染色和RNA原位雜交分析證實，OsLTPL94在發(fā)育中的小孢子和絨氈層細(xì)胞中有較強(qiáng)的表達(dá)。OsLTPL94蛋白定位于細(xì)胞膜，其N端有一個分泌型的信號肽，而l94突變阻礙了其信號肽的分泌能力。進(jìn)一步結(jié)合Dual-LUC報告系統(tǒng)、酵母單雜交、DAP-qPCR和EMSA實驗，發(fā)現(xiàn)水稻bHLH類轉(zhuǎn)錄因子EAT1通過直接結(jié)合OsLTPL94啟動子的E-box基序從而激活OsLTPL94的表達(dá)，并在兩個獨立的eat1突變體中證實了EAT1和OsLTPL94表達(dá)的相關(guān)性。該研究證實分泌型OsLTPL94是水稻花粉壁發(fā)育所必須的，并提出EAT1-OsLTPL94模塊可能在絨氈層和小孢子的協(xié)調(diào)發(fā)育中起關(guān)鍵作用，為水稻花粉壁發(fā)育調(diào)控機(jī)制提供了有價值的新信息。
水稻研究所在讀博士生陶陽、講師鄒挺為該論文共同第一作者，李雙成教授和李平教授為共同通訊作者。該研究受到國家自然科學(xué)基金、四川省科技創(chuàng)新苗子工程等項目資助。據(jù)悉，該文是陶陽博士在讀期間的第二篇一作論文，此前有關(guān)水稻減數(shù)分裂關(guān)鍵基因DLC1的論文也發(fā)表于The Plant Journal雜志。
圖EAT1-OsLTPL94模塊調(diào)控水稻絨氈層和花粉壁發(fā)育的模式
