拟南芥RabGDI调控Rab蛋白靶向定位并维持雄性配子体功能的关键机制

来自中国的研究人员通过反向遗传学方法，揭示了拟南芥RabGDI在雄性生殖中的关键作用。研究发现RabGDI通过调控Rab GTPase（包括Rab5和Rab7）的膜靶向定位，影响分泌途径和液泡运输途径，从而维持花粉发育、萌发和花粉管极性生长。该研究首次阐明了植物中RabGDI在Rab蛋白初始靶向定位中的独特功能。

　　

在真核细胞中，Rab家族鸟苷三磷酸酶(Rab GTPases)作为囊泡运输的关键调控分子，通过活性(GTP结合)与非活性(GDP结合)状态的转换，精确调控其在供体膜与靶膜之间的循环过程。这一过程受到鸟苷酸解离抑制因子(RabGDIs)的严格调控，然而其在植物中的功能机制长期未被阐明。

最新研究以模式植物拟南芥为对象，采用反向遗传学策略揭示了RabGDI家族蛋白的重要生物学功能。令人惊讶的是，RabGDI的功能缺失会导致雄性配子体发育严重缺陷，表现为花粉发育异常、萌发障碍以及花粉管定向生长能力丧失。

通过细胞生物学与药理学手段相结合，研究团队发现RabGDI不仅参与经典分泌途径，更在液泡运输途径中发挥关键作用。特别值得注意的是，在rabgdi突变体中，液泡运输相关调控因子Rab5和Rab7 GTPase出现异常定位，错误地富集在花粉管顶端质膜区域。这一现象暗示RabGDI在植物中可能具有独特的进化功能——参与Rab GTPase初始靶向供体膜的定位过程。

该研究首次系统阐明了植物RabGDI在生殖发育中的分子机制，为理解囊泡运输系统在配子体发育中的调控网络提供了新视角，同时也为作物雄性不育机制的解析提供了重要理论依据。