3月21日,Journal of Genetics and Genomics(IF5Y2020:5.223)在線發表了題為“OsLTP47 may function in a lipid transfer relay essential for pollen wall development in rice” (https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.03.003)的研究論文。該研究揭示了一個花粉壁發育必需的脂質轉移蛋白OsLTP47通過脂質傳遞接力調控水稻花粉壁發育的分子機制,拓寬了我們對脂質轉運蛋白在花粉壁形成過程協同作用的認知。
植物花粉壁為花粉提供了物理和化學的保護屏障,使得雄配子免受于各種環境的脅迫。水稻花粉壁發育過程需要花粉壁組分的正常合成和運輸。目前涉及花粉壁組分合成的調控網絡相對完善,但涉及花粉壁組分運輸過程的調控網絡尚不完善。
該研究通過篩選鈷60γ射線隨機誘變獲得一個雄性不育的水稻突變體,然后利用圖位克隆、功能敲除和功能互補等手段,證實一個假定脂質轉運蛋白基因OsLTP47是控制該突變表型的目標基因。通過亞細胞定位和體外脂質結合實驗,發現OsLTP47編碼的蛋白是一個定位于質膜的脂質轉運蛋白。進一步利用酵母雙雜交技術和Pull-down技術,發現OsLTP47與另外一個定位于花藥絨氈層細胞質和絨氈層與小孢子外壁間小腔內的脂質轉運蛋白OsC6能夠互作。接著,該研究通過GC-FID和GC-MS技術測定花藥脂質成分,發現突變體存在脂質代謝混亂。最后,細胞學分析,發現相較于野生型植株,osltp47突變體的花粉壁發育存在明顯的缺陷。綜上所述,該研究揭示了兩個不同位置的脂質轉運蛋白OsLTP47和OsC6可能以接力方式協同運輸花粉壁組分到花粉外壁的分子機制,為完善花粉壁組分的運輸網絡提供了重要的線索。
華南農業大學亞熱帶農業資源保護與利用國家重點實驗室/生命科學學院,嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室博士生陳禮彬、紀寵輝、周德貴為該論文共同第一作者,陳樂天教授和謝勇堯副教授為共同通訊作者。相關工作得到廣東省自然科學基金杰出青年項目,國家自然科學基金、廣東省重大基礎與應用重大項目等資助。