论文部分内容阅读
花粉萌发和花粉管生长对于高等植物有性生殖具有极其重要的作用。很多生物学进程都参与了花粉管的生长调控,细胞壁的合成和修饰是影响这个过程的重要因素之一,然而对于相关的分子机理研究还十分缺乏。 本研究对拟南芥Cdi(Cadmium Induced)基因的分离鉴定以及功能特征进行了报道。通过拟南芥基因表达谱研究分离得到一个受镉离子强烈诱导的功能未知基因Cdi,据预测该基因可能编码一个NDP-糖转移酶。实时定量-PCR检测和组织化学染色分析结果显示,该基因在植物各组织中均有表达,尤其在成熟的花粉和花粉管中有高水平的表达量。通过Cdi:GFP融合蛋白在烟草花粉管的瞬时表达,发现CDI蛋白主要定位于胞质原浆中。遗传分析表明Cdi基因的缺失严重阻碍了雄配子的遗传传递,但不影响雌配子的功能。进一步花粉表型分析研究表明Cdi基因的缺失并不影响花粉的形成,但却严重影响了花粉萌发和花粉管的生长,进而造成了雄配子遗传传递功能的丧失。这些结果表明,Cdi基因对于拟南芥花粉萌发和花粉管的正常生长具有不可或缺的作用。 为了进一步探讨CDI通过何种机制调控花粉管的生长,对该蛋白进行了生物信息学分析,结果表明CDI蛋白含有一段糖基转移酶第八家族(GT8)的相似性结构序列及保守的Asp-x-Aslp(DXD)结构域。此外,Cdi基因除了在花粉中高表达,还在很多营养组织中表达,且其表达水平能响应包括Cd2+胁迫在内的一些外界环境因素刺激。因此,推测CDI很可能扮演了糖基转移酶的角色,通过调节细胞壁的合成和修饰,进而调控花粉管的生长及其它植物生理学进程。