華南農(nóng)業(yè)大學(xué)謝勇堯/陳樂(lè)天課題組揭示脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白通過(guò)脂質(zhì)傳遞接力調(diào)控水稻花粉壁發(fā)育的分子機(jī)制

　　3月21日，Journal of Genetics and Genomics（IF5Y2020：5.223）在線發(fā)表了題為“OsLTP47 may function in a lipid transfer relay essential for pollen wall development in rice” （https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.03.003）的研究論文。該研究揭示了一個(gè)花粉壁發(fā)育必需的脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白OsLTP47通過(guò)脂質(zhì)傳遞接力調(diào)控水稻花粉壁發(fā)育的分子機(jī)制，拓寬了我們對(duì)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在花粉壁形成過(guò)程協(xié)同作用的認(rèn)知。

 

　　植物花粉壁為花粉提供了物理和化學(xué)的保護(hù)屏障，使得雄配子免受于各種環(huán)境的脅迫。水稻花粉壁發(fā)育過(guò)程需要花粉壁組分的正常合成和運(yùn)輸。目前涉及花粉壁組分合成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)相對(duì)完善，但涉及花粉壁組分運(yùn)輸過(guò)程的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)尚不完善。

 

　　該研究通過(guò)篩選鈷60γ射線隨機(jī)誘變獲得一個(gè)雄性不育的水稻突變體，然后利用圖位克隆、功能敲除和功能互補(bǔ)等手段，證實(shí)一個(gè)假定脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因OsLTP47是控制該突變表型的目標(biāo)基因。通過(guò)亞細(xì)胞定位和體外脂質(zhì)結(jié)合實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)OsLTP47編碼的蛋白是一個(gè)定位于質(zhì)膜的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。進(jìn)一步利用酵母雙雜交技術(shù)和Pull-down技術(shù)，發(fā)現(xiàn)OsLTP47與另外一個(gè)定位于花藥絨氈層細(xì)胞質(zhì)和絨氈層與小孢子外壁間小腔內(nèi)的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OsC6能夠互作。接著，該研究通過(guò)GC-FID和GC-MS技術(shù)測(cè)定花藥脂質(zhì)成分，發(fā)現(xiàn)突變體存在脂質(zhì)代謝混亂。最后，細(xì)胞學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)相較于野生型植株，osltp47突變體的花粉壁發(fā)育存在明顯的缺陷。綜上所述，該研究揭示了兩個(gè)不同位置的脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白OsLTP47和OsC6可能以接力方式協(xié)同運(yùn)輸花粉壁組分到花粉外壁的分子機(jī)制，為完善花粉壁組分的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)提供了重要的線索。

 

　　華南農(nóng)業(yè)大學(xué)亞熱帶農(nóng)業(yè)資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/生命科學(xué)學(xué)院，嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室博士生陳禮彬、紀(jì)寵輝、周德貴為該論文共同第一作者，陳樂(lè)天教授和謝勇堯副教授為共同通訊作者。相關(guān)工作得到廣東省自然科學(xué)基金杰出青年項(xiàng)目，國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省重大基礎(chǔ)與應(yīng)用重大項(xiàng)目等資助。