The Plant Journal | 南开大学张彦课题组揭示胞间连丝介导孢子体与配子体信号交流新机制

近日，国际植物领域主流期刊The Plant Journal在线发表南开大学张彦课题组题为“Embryo sac development relies on symplastic signals from ovular integuments in Arabidopsis”的研究论文。该论文报道了胞间连丝介导的共质体途径介导胚珠孢子体珠被和配子体胚囊间的信号交流过程。

胚珠是种子的前体，由孢子体珠被和配子体胚囊构成。了解胚珠发育的调控机制不但具有重要的科学意义，也具有潜在的应用价值。胚囊发生受到其自身调控因子及临近的珠被细胞控制。前期研究表明，珠被发育异常通常导致胚囊败育，暗示珠被-胚囊间信号交流，但机制未知。

研究人员首先发现胞间连丝（Plasmodesmata, PDs）形态建成关键基因CTL1CHOLINE TRANSPORTER-LIKE1 （CTL1）功能缺失导致珠被发育异常，进而影响胚囊发育，最终造成植株育性降低。由于CTL1调控胞间连丝形成，参与共质体信号通路，研究人员推测ctl1中胚囊发育异常可能由于来自珠被细胞的共质体信号受阻所致。通过创制pINO-cals3m这一转基因材料，特异性地在珠被细胞中增加胼胝质在胞间连丝处的沉积，降低珠被细胞中胞间连丝通透性，使得胚囊发育停滞，导致育性显著下降。

进一步通过透射电镜观察，证明ctl1突变体及pINO-cals3m珠被细胞的胞间连丝形态异常。本研究揭示了珠被细胞通过胞间连丝介导的共质体信号途径控制胚囊发生的新机制，对研究孢子体和配子体之间的信号交流和调控作用具有借鉴作用。

南开大学张彦教授和山东农业大学李厦教授为该论文的通讯作者。南开大学博士生秦政、香港中文大学博士后副研究员梁子臻及南开大学博士生吴亚男为该论文的共同第一作者。山东农业大学硕士生周学庆、徐萌，香港中文大学姜里文教授参与了该工作。福建农林大学吴双教授和中国科学分子植物科学卓越创新中心晁代印研究员提供部分实验材料。本研究得到国家自然科学基金委项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16368

本文转载自植物科学最前沿

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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