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和动物和低等植物种类不同,高等植物的精子细胞是不能运动的,需要通过花粉管的生长和定向导入将精子细胞输送到胚囊中,完成受精。花粉管的定向导入过程是一个复杂而精细的、多种分子参与的信号调控过程。目前,我们对这一过程信号调节机制了解甚少,只知道成熟和结构完整的雌配子体是花粉管定向导入的必要条件,雌配子体中的细胞是参与信号调控的重要细胞。激光切除实验证明助细胞在这一过程中起着非常重要的作用,另外小分子的分泌型多肽可能作为信号分子存在。除此以外,我们还是不能解释下面的一系列问题:如花粉管定向导入的信号分子的本质是什么?哪些细胞参与了花粉管定向导入信号的调控和生产?如何进行运输(如果需要)?在哪些细胞储存?如何让花粉管感受到信号分子的存在?花粉管又通过什么机制对信号作出反应?等等。
所以,为了对这一领域有更进一步的认识,分离鉴定和研究花粉管定向导入的突变体是非常必要的。我们分离到了突变体Atmpg1,它的雌配子体发育和雌配子体细胞命运决定完全正常,但是花粉管的珠孔定向导入却异常,说明突变体中被突变的基因在花粉管的定向导入过程中起调节作用。这一基因在成熟雌配子体的中央细胞里表达,暗示中央细胞也直接参与了花粉管定向导入过程的调控。根据以前的研究结果和雌配子体的整体结构,我们认为雌配子体四个细胞可能作为一个整体来参与花粉管定向导入信号的产生和调控。
AtMPG1蛋白是一个细胞核蛋白,AtMPG1蛋白的氨基端1-36AA有一个Zincribbon结构域,与通用转录因子TFIIB氨基端的Zincribbon结构域高度同源,而TFIIB氨基端的Zincribbon结构域在转录起始过程中,通过与RNAPolymeraseⅡ的相互作用决定转录起始位点。酵母双杂交也证实,AtMPG1蛋白氨基端40个氨基酸组成的结构域以及全长蛋白都和TFIIB一样,能够和TFIIF相互作用;而且经检测AtMPG1蛋白又不具有DNA结合活性,说明AtMPG1可能作为转录调节因子存在,通过与其他结合DNA的转录因子的相互作用来调节下游基因的表达。