拟南芥中含有WD40 Repeats结构域的新基因SPG1的分子功能研究
郭梁 张泉 苏都莫日根^*

北京大学 生命科学学院 细胞增殖分化教育部重点实验室 北京 100871.
^*通讯作者：（010）62753126；sodmergn@pku.edu.cn

摘要
    双受精是高等植物生殖发育的基础。花粉萌发和花粉管伸长是双受精前两个重要的过程。目前为止，对于花粉萌发和花粉管伸长背后的分子调控网络还知之甚少。前人只是报道了一些对于花粉萌发和花粉管伸长所必须的基因。本文将会全面的介绍一个可以抑制花粉萌发但却是花粉管伸长所必须的拟南芥新基因SPG1。氨基酸序列同源分析显示在植物界中广泛存在与SPG1相似度很高的一类蛋白。选择模式生物拟南芥为研究材料对SPG1基因功能做了全面的研究。RT-PCR、GUS和GFP的实验结果说明SPG1只在花粉中表达，而且随着小孢子发育过程逐渐积累（从两细胞开始表达）；通过构建过表达植株和点突变SPG1过表达植株，发现SPG1在营养细胞核和细胞质都有信号，伴随着花粉成熟过程逐渐在营养细胞核积累，而且细胞核和细胞质的变化是由SPG1上的出核信号介导；SPG1敲除突变体spg1的开裂花药中的花粉非常容易在花药上萌发（营养和生殖生长以及种子发育与野生型均没有明显的区别）；体外和体内的萌发实验表明SPG1可以显著抑制花粉的萌发；通过遗传实验和苯胺蓝特异标记花粉管实验，统计和观察花粉管在体内的伸长情况，实验发现spg1花粉管开始伸长较快，到达1/3角果后逐渐落后于野生型花粉管；spg1可以在只有蔗糖的固体培养基上萌发，而且适度的EGTA并不可以抑制spg1萌发。综上所述，SPG1既可以抑制花粉快速萌发避免提前在花药中萌发而且有助于花粉管更快的到达角果下面的胚珠完成受精。

关键词：花粉；萌发；伸长