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植物通过识别落到柱头上的花粉,并允许亲和花粉完成受精是植物有性生殖的一个重要部分。为了研究这一过程中细胞与细胞之间的相互作用,我们分离并分析了通过改变花粉外被从而影响柱头与花粉相互作用的条件性雄性不育突变体cer3(cer3-8,cer-9)。研究发现:柱头细胞在接触突变体花粉后会产生胼胝质;突变体花粉不能萌发的原因是其不能在柱头上发生水合,而通过体外萌发实验证明其是有萌发活力的;另一方面,高湿环境可以帮助突变体花粉完成水合过程并使其成功受精;混合人工授粉实验结果表明突变体花粉缺少一种功能性的花粉与柱头识别机制;突变植株同时表现出茎杆蜡质减少和器官融合的表型;通过对突变体花粉的分析,我们发现与野生型比突变体花粉表面含油层过多且成分中缺少长链脂肪酸;透射电子显微镜显示在花粉双核期,突变体花粉的表面结构几乎和野生型一样,但在绒毡层的质体中却观察到有不正常的质体小球,表明可能有异常的脂质积累;原位杂交实验表明CER3基因在花药发育第9期的绒毡层及小孢子中高度表达,进一步分析发现CER3定位于细胞膜;这些结果表明CER3可能参与到含油层脂质的合成和(或)转运,并且这些物质为花粉与柱头相互作用的水合信号传导机制中所必需。