遺傳發育所揭示植物細胞膨壓調控機制

　　膨壓普遍存在于植物細胞，與生長發育密切相關，但對其調控的分子機制了解非常有限。中國科學院遺傳與發育生物學研究所楊維才研究組通過對植物花粉管進行研究，發現了一個影響花粉管體內生長的突變體turgor regulation defect 1 (tod1)，其花粉管內鈣離子濃度下降，在花柱內生長緩慢，不能及時有效地從花柱道中穿出，導致部分雄性不育；同時，該突變體還表現出氣孔關閉失調，對植物激素ABA不敏感。對體外萌發花粉管的模擬壓力環境生長實驗和膨壓測定顯示突變細胞膨壓增加，說明TOD1基因參與花粉管和氣孔保衛細胞的膨壓調控。TOD1基因編碼一個高爾基體蛋白，在花粉管和角果表皮的保衛細胞中特異性表達；進一步研究表明TOD1具有堿性神經酰胺酶活性，它通過調節細胞內鞘氨醇及其下游活性分子——磷酸鞘氨醇的量和鈣信號來調控細胞的膨壓。

　　 該研究揭示了鞘脂類物質在花粉管膨壓調節中的重要作用，于1月16日在線發表在Nature Communications (doi:10.1038/ncomms7030)上。楊維才研究組的陳立余博士為該論文的第一作者。該研究得到了科技部“生殖與發育”重大研究計劃和國家自然科學基金的資助。