整合子是一类真核细胞所特有的蛋白因子。多个整合子形成异源多聚体,并与DNA转录酶结合形成复合体,共同参与sn RNA的转录及剪切成熟。目前发现并报道了的与植物拟南芥sn RNA合成相关的整合子只有五个,包括DSP(Defective in sn RNA Processing)1-4以及CPSF73-I(Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor 73 k Da)。先前的研究表明,拟南芥DSP1复合物对植物的发育至关重要。然而,目前尚不清楚DSP1复合物亚基间是如何共同作用来调控植物发育的。本研究以拟南芥dsp4-1、dsp1-1和dsp4-1dsp1-1突变体为实验材料,利用反向遗传学、细胞生物学、分子生物学及生物化学等多种生物学方法对拟南芥整合子DSP1和DSP4在花粉发育和sn RNA生物合成过程的功能进行了深入的研究。GUS染色发现,DSP4在根、幼苗、花粉、叶片和胚珠中均有表达,特别是在花粉和胚胎中高表达,而在茎、花苞、未受精的子房中均不表达。我们对dsp4-1单突变体和以单突变体dsp4-1、dsp1-1为材料杂交得到的dsp1-1dsp4-1双突变体进行了细致的表型分析。在营养生长上,与野生型相比较,dsp4-1突变体植株生长缓慢。在生殖生长上,dsp4-1突变体与野生型相比较,其结实率下降。微分干涉差显微镜观察结果揭示dsp4-1突变体异常种子的胚胎发育停滞在球形期。dsp4-1突变体与野生型正反杂交实验暗示,突变体结实率下降的原因是雄配子体功能缺陷,遗传学进一步分析表明,雄配子体传递效率降低是导致结实率下降的主要原因。亚历山大染色检测花粉活力,发现dsp4-1突变体中只有极少数的花粉被染成了红色。扫描电镜观察显示,绝大多数单突变体的花粉形态不规则且皱缩。花粉体外萌发实验表明,dsp4-1突变体中绝大部分的花粉粒都没有萌发。亚细胞定位显示,DSP4定位于细胞核中,特别是在花粉和胚胎细胞的细胞核中有较强的定位信号。RT-q PCR分析显示,dsp4-1突变体中pre-sn RNAs表达量增加,而成熟sn RNAs表达量没有变化。有趣的是,与dsp1-1或dsp4-1单突变体不同,dsp1-1dsp4-1双突变体对植物发育产生的缺陷具有累积效应,其雄配子传递效率显著下降,花粉活力完全丧失,花粉体内萌发实验表明,双突变体花粉管没有生长,雄性完全不育,pre-sn RNAs表达量显著增加,成熟sn RNAs的表达水平明显降低。综上所述,这些数据表明,DSP1和DSP4在花粉发育以及pre-sn RNA的转录和sn RNA 3′端的加工成熟中起着至关重要的作用。