植物在从海洋向大陆拓展和适应性进化过程中，生殖结构和生殖机制发生了巨大的变化。精子运动能力的逐步丧失，多细胞配子体、花结构和管粉受精的出现，使得被子植物在陆生植物中占据了绝对优势。管粉受精就是雄配子体（花粉）通过萌发出花粉管将不能运动的精子传递到雌配子体（胚囊）的卵子，完成受精的过程。该过程需要雌雄器官和配子体之间的密切协调和互动，又称为花粉管导向（图A）。花粉管导向机制对植物受精至关重要，也是构成物种间生殖隔离的关键机制环节，是当今植物科学研究的热点之一。

 

        中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组在2007年首次发现了胚囊中央细胞在花粉管导向中的关键作用，打破了人们认为只有助细胞负责吸引花粉管的观点。在此基础上，研究人员通过生化和分子遗传学等方法，找到了一个新的基因CBP1，其突变导致胚囊不能吸引花粉管（图B）,不能受精。CBP1编码一个在中央细胞特异表达的转录调控因子（图C）。研究证明，CBP1通过与转录因子AGL80和Mediator互作，介导RNA Pol II转录起始复合物的组装（图D、E），进而调控中央细胞特异基因的表达。同时还发现，中央细胞可以调控助细胞中花粉管吸引信号的产生，提出了花粉管吸引信号产生的非自主调控假说。

 

        该研究结果于2015年10月13日在线发表在《Plant Cell》杂志(doi:10.1105/tpc.15.00370)，杨维才组的李红菊、朱杉杉和张梦夏为该论文的共同第一作者。该研究得到了科技部和国家自然科学基金委的资助。

 

 

 

中央细胞转录调控复合体调控花粉管导向