近日，我校植物生殖方面的研究結(jié)果在國際權(quán)威期刊、Cell子刊《Developmental Cell》(影響因子14.2)上在線發(fā)表（http://www.cell.com/developmental-cell/abstract/S1534-5807(12)00422-4）。該結(jié)果由雜交水稻國家重點(diǎn)實(shí)驗室（武漢大學(xué)）孫蒙祥教授研究組完成，論文題目為“Mitochondrial GCD1 Dysfunction Reveals Reciprocal Cell-to-Cell Signaling during the Maturation of Arabidopsis Female Gametes”，共同第一作者為我院研究生鄔建軍和青年教師彭雄波，來自武漢植物園的辛海平博士參與了該項研究，通訊作者為孫蒙祥教授 。
被子植物的胚囊含有多種細(xì)胞，包括卵細(xì)胞、中央細(xì)胞、助細(xì)胞和反足細(xì)胞。卵細(xì)胞和中央細(xì)胞作為雌配子體，分別與兩個精細(xì)胞受精后發(fā)育成胚和胚乳。最近研究顯示卵細(xì)胞或中央細(xì)胞能夠傳遞信息給其它胚囊成員細(xì)胞并影響它們的發(fā)育，但是科學(xué)家們對于其中的細(xì)節(jié)，了解的并不十分清楚。更重要的是，迄今為止，在發(fā)育上高度同步的卵細(xì)胞與中央細(xì)胞之間是否存在信息傳遞仍然未知。
在這篇文章中，孫蒙祥研究組發(fā)現(xiàn)一種核編碼并定位于線粒體的蛋白：GAMETE CELL DEFECTIVE 1 (GCD1，配子細(xì)胞缺陷1) 參與了卵細(xì)胞與中央細(xì)胞之間的細(xì)胞通訊。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)卵細(xì)胞的GCD1 或ADP/ATP carrier protein 2 (AAC2，二磷酸腺苷/三磷酸腺苷運(yùn)輸?shù)鞍?)功能受到干擾，不僅卵細(xì)胞，而且中央細(xì)胞的發(fā)育也會受到影響，反之亦然。這表明線粒體參與了卵細(xì)胞和中央細(xì)胞之間的相互交流，這種交流能調(diào)控卵細(xì)胞和中央細(xì)胞的協(xié)同發(fā)育以保證它們的同步成熟。該研究同時也表明卵細(xì)胞和中央細(xì)胞的最終成熟對于雙受精并不是必要的，但是對于啟動胚胎發(fā)育和胚乳發(fā)育卻是必須的。
據(jù)悉，過去幾十年里，以作物有性生殖為基礎(chǔ)的雜交育種為農(nóng)作物產(chǎn)量提高作出了巨大貢獻(xiàn)。但進(jìn)一步提高育種水平仍有賴于我們對作物有性生殖過程分子機(jī)制的深入理解。越來越多證據(jù)表明作物生殖過程和育性形成的分子機(jī)理研究是解決作物種間雜交不親和、育性轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)緣雜交生殖隔離等育種難題的必要基礎(chǔ)，可為作物產(chǎn)量提高提供重要的理論依據(jù)和新技術(shù)手段。因此，孫蒙祥研究組的該項生殖發(fā)育分子基礎(chǔ)的研究具有極為重要的理論價值與潛在生產(chǎn)實(shí)踐意義。
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