论文部分内容阅读
花粉落在柱头后，经水合、萌发，在萌发孔的地方快速长出花粉管，最终将两个不能移动的精子运输到胚囊完成双受精。花粉管的生长是一种典型的顶端生长，其生长依赖于微丝骨架的动态周转。微丝骨架的动态变化受许多微丝结合蛋白的调控，因此对这些微丝结合蛋白的功能和作用机制的研究将有助于理解微丝骨架调控花粉管极性生长的作用机制。Formin就是其中一种微丝结合蛋白，但目前为止，对Formin调控拟南芥花粉管极性生长的作用机制还不是很了解。本研究对拟南芥花粉管中高度表达的AFH3和AFH5展开了研究。 首先，发现Formin功能缺失突变体fh3、fh5和fh3fh5的花粉萌发率与野生型相比都显著降低，fh3和fh3fh5的生长速率与野生型相比降低，同时fh3fh5双突变体的花粉管出现弯曲的表型，表明AFH3和AFH5参与了花粉管极性生长的调控。接着观察AFH3和AFH5的亚细胞定位，发现AFH3分布在花粉管整个质膜和细胞质，而AFH5则分布于细胞质且在花粉管顶端质膜有较多分布。利用Alexa-488-phalloidin对花粉管中的微丝进行标记，发现突变体花粉管顶端的微丝与野生型相比明显减少。同时利用微丝探针Lifeact-EGFP对花粉管中微丝的活体动态进行观察分析，发现与野生型相比，突变体花粉管顶端的微丝确实变少，对单根微丝的动态进行追踪并对相关动态参数进行分析，发现fh3和fh5突变体中单根微丝的延伸速率显著降低。说明AFH3和AFH5都能调控顶端微丝的聚合，并存在功能冗余。利用YFP-RabA4b作为探针对突变体花粉管中囊泡的观察发现，与野生型相比，囊泡在花粉管顶端聚集的范围变大。利用FRAP实验，发现在突变体中囊泡在花粉管顶端的周转变慢。这些结果表明Formin介导聚合的花粉管顶端微丝调控囊泡在花粉管顶端的聚集和运输。 综上所述，拟南芥花粉管中高度表达的AFH3和AFH5，他们编码的蛋白都能定位在花粉管的质膜上，AFH3和AFH5均能调控花粉管顶端微丝的聚合，并且存在一定程度的功能冗余。同时，AFH3和AFH5介导聚合的顶端微丝影响囊泡在顶端的聚集和运输。丰富了人们对花粉管顶端微丝的调控机制，具有一定的科学意义。