科学家揭开花卉细胞通讯之谜

　　

生物通编译：就象人类天生排斥近亲结婚一样，一些食用农作物的基因也起着避免自花授粉的作用。现在，Cornell大学的生物学家 从分子水平上部分解开了植物自我不相容性机制之谜。该发现发表在今天出版的Science上。基因工程专家 有可能利用它缩短繁殖过程，更方便地进行改良植物杂交。

    许多商品农作物都是遗传杂种。要获得商品数量级的足够多的种子，需要要高强度的手工杂交。没有手工杂交过程，将得不到符合质量要求的杂交种子。其实，自然界本身就存在 一套有利于杂交种子的有效系统，一旦从分子水平上掌握其机制，就可以大规模应用于商业生产。文章第一作者、 Cornell大学的植物生物学教授June Nasrallah说, “这种成为“自我不相容性”的过程能防止同系繁殖，促进杂交及植物的多样性。”

    NIH为这项旨在了解细胞间通讯系统的研究提供了为期4年的资助。Nasrallah研究组探究了芸苔 （Brassica） 的繁殖过程。象人和动物一样，植物利用精子卵子结籽和繁殖。植物雌蕊上方是柱头，用于捕捉花粉。雄蕊释放携带精子的花粉，随风或昆虫传播，停留在植物的柱头上。

    如果外源的花粉停留在柱头上，花粉萌发花粉管，然后花粉管穿过雌蕊进入植物子房。受精卵进而发育成种子，可种植在花园里或田间。

    然而，如果同源或亲缘相近的花粉掉在柱头上，柱头表皮层能识别花粉类型，引发自我不相容反应，抑制花粉管生长。Cornell的研究组发现柱头表面受体（锁）和花粉表面配体（匙）高度特异性的锁匙反应是花粉识别的基础。Kachroo说，“如果花粉与近亲配对，柱头上的受体将被激活，抑制花粉管生长，如果花粉的亲缘关系不匹配，受体不激活，花粉管能生长。”

    随着这些发现，科学家又进一步理解了有花植物的繁殖屏障和进化过程。Mikhail Nasrallah说，“最终有可能从分子水平阐明花粉排斥涉及哪些基因，如果能实现让这些调控自我不相容性屏障的基因沉默、突变或转移对于育种学家来说将是一个好消息。甚至 那些自花授粉的农作物，比如番茄和水稻，也可能因此而得益于遗传多样性的提高。”（版权所有 转载请注明）