福彩3d论坛定独胆方法 > 科普文章 >

遗传发育所揭示控制植物早期胚胎发育的激酶信号调控机制

遗传发育所揭示控制植物早期胚胎发育的激酶信号调控机制

  双受精是高等植物的重要特征。双受精产生受精卵和胚乳核,再进一步发育为胚胎和胚乳,形成种子。植物的受精卵直接分化为合子,合子伸长后经历的第一次分裂为不对称分裂,产生两个大小不同、命运相异的细胞即体积较小但细胞质浓厚的顶细胞和体积较大但胞质较少的基细胞。顶细胞经过多次分裂,产生子叶、胚芽和胚轴等;基细胞则产生胚根和胚柄(在胚胎发育过程中胚根逐渐降解)。因此,合子极性的形成和第一次不对称分裂即确立了个体发育的模式,在植物胚胎发育中具有重要意义。

  中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组通过对拟南芥Ds插入突变体zygotic arrest 1 (zar1) 进行深入研究,揭示了控制植物早期胚胎发育的激酶信号调控机制。在 zar1突变体中,合子发育停滞在伸长期,或者显示异常的对称分裂,产生一个大的顶细胞和一个短的基细胞。进一步观察发现,WOX2WOX8WRKY2 等细胞特异性标记在zar1突变体中非正常表达,表明顶细胞系和基细胞系的细胞分化异常。幸运28 ZAR1基因编码一个定位于细胞膜的RLK/Pelle 激酶,ZAR1在成熟胚囊的助细胞、卵细胞和中央细胞中特异表达,受精后,ZAR1集中在合子和胚乳中。ZAR1能够与钙调蛋白和G蛋白的β亚基相互作用,而这种结合又可激活ZAR1的激酶活性。在zar1, agb1, zar1 agb1等突变体中均出现不正常的合子分裂,进一步说明ZAR1作为细胞膜受体激酶,通过对外部信号、钙离子信号和G蛋白通路信号的整合,调控了合子分裂和早期胚胎发育过程中细胞分化和命运决定。

  该研究得到国家自然基金委面上项目和科技部“973”计划资助,相关研究论文于325日在线发表于PLoS GENETICS 杂志,杨维才实验室的于天英和石东乔为论文共同第一作者。

  论文信息:Yu T-Y, Shi D-Q, Jia P-F, Tang J, Li H-J, Liu J, et al. (2016) The Arabidopsis Receptor Kinase ZAR1 Is Required for Zygote Asymmetric Division and Its Daughter Cell Fate. PLoS 幸运28Genet 12(3): e1005933. doi:10.1371/journal.pgen.1005933.

 

  zar1 agb1 突变引起的合子分裂表型异常。本图分别显示Ler 野生型(A), zar1-1 (B), zar1-2 (C), agb1-2 (D), zar1-2 agb1-2 (E) 等各突变体的顶细胞和基细胞。ac, 顶细胞(apical cell; bc, 基细胞(basal 幸运28 cell; dp, 细胞分裂面(division plane)。标尺(Bars=10 μm。