发现与雄性植物授粉有关的新基因

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在8月1日出版的Gene and Development杂志中，一篇由Penn State University的科学家研究发现，对于开花植物花粉产生不可缺少的新基因。这个报告是第一篇报道有关产生一种“接受器相连之蛋白质激脢”的基因。此种激脢对花中的雄性器官花粉的生成非常重要。

科学家利用Arabidopsis杂草为实验材料，此种杂草的基因序列已经被完全解码，对于其喝甘酸化合物都已透彻了解。但对于其25，000个基因的功能，还在初步进行中。为了研究花粉产生所需要的基因为何，并找出它对植物花药细胞的特殊影响，研究者用遗传工程的方法制造出生产花粉的基因突变之Arabidopsis杂草。然后观察这些突变体植物的花粉生产细胞的发展，和正常的植物有何不同。

研究者特别检验了“小孢子母细胞”，它会经过减数分裂的过程后，分裂成4个叫做“微孢子细胞”，他们会发展成花粉囊。研究者发现，突变体植物的减数分裂虽然有进行至最后的步骤，但是microsporocytes的细胞并没有分裂，花粉囊也从未形成过。在正常植物的花药中，有一个壳状架横，称为绒毛层，它是提供花粉细胞生成的巢穴。“小孢子母细胞”在分裂之前会充满在绒毛层内。但是突变体植物的“小孢子母细胞”并不会长在绒毛层内。

为了确认他们观察的观察结果，研究者利用两个分子标识器以标示绒毛层细胞或微孢子细胞的存在。结果显示，突变体植物完全没有绒毛层细胞却有小孢子母细胞存在，研究者命名此基因为Excess Microsporocytes 1（EMS1），此基因若没有正常工作，会影响花粉形成。

他们发现EMS1蛋白质有三部分，一部分在细胞外、一部分在细胞内及连接这二个的第三个部分嵌在细胞膜中。这个蛋白质是在许多植物中都找得到的蛋白质，称为receptor-kinase的蛋白质，它在细胞膜外有伸出一个感受器会与特定的分子结合。EMS1基因产生的EMS1蛋白质会影响对花粉囊的形成非常重要之绒毛层的形成。

研究者指出，发现此基因，将来可以控制植物花粉的生成，受粉，甚至变成不结果实的观赏性植物。

摘自 华文生技网