被子植物防止“多精受精”的分子機制被闡明

1月21日，記者從北京大學了解到，該校生命科學學院瞿禮嘉教授實驗室研究成果在線發表于《科學》，該研究闡明了被子植物防止“多精受精”的分子機制，在植物生殖生物學領域取得重要突破。

動物中有非常嚴格的控制機制，不允許“多精受精”。但被子植物的生殖過程和動物有很大不同。被子植物的精細胞沒有鞭毛，不能自主游動，花粉管扮演了重要角色。裝著兩個精細胞的花粉管在雌蕊組織定向生長，在胚珠釋放的吸引信號作用下，它會穿出花柱道隔膜，導向胚珠，在胚珠中爆裂，釋放出兩個精細胞，完成被子植物特有的“雙受精”。被子植物防止“多精受精”，其實就是限制多根花粉管進入同一個胚珠去受精。只允許一根花粉管靶向胚珠去受精的現象已被發現多年，但其機制一直不清楚。

這次，瞿禮嘉團隊首先鑒定到在雌蕊花柱道隔膜處表達的3個受體FERONIA、ANJEA和HERK1，這3個受體在隔膜處建立了不讓多花粉管穿出的屏障。研究團隊還鑒定到花粉管(雄方)分泌的5個小肽RALF6、7、16、36和37是這3個受體的配體信號分子，它們也參與了屏障的建立。該研究首次闡明了在花柱道隔膜處防止多花粉管穿出屏障的建立有賴雌(受體)—雄(小肽信號)雙方的相互作用，揭示了擬南芥中防止多花粉管受精的分子機制。

在花柱道隔膜處建立防止多花粉管穿出的屏障，除了防止“多精受精”外，在植物演化上還有重要意義。這種屏障是實現“同種花粉優先”、促進近緣物種間生殖隔離的先決條件。

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