【仪表网 研发快讯】 日前，学校生命科学学院孟姜果教授团队在国际学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表题为《中央细胞产生的SALVAGERs小肽促进植物受精补偿和种间杂交》(Central cell-produced salvagers promote fertilization recovery and interspecific hybridization)的研究论文。研究揭示了中央细胞在被子植物有性生殖过程中介导“受精补偿”和促进种间杂交的双重功能。
在自然条件下，由于花粉发育缺陷、授粉污染等因素，植物受精失败的情况时常发生。为了应对这一挑战，被子植物演化出了“受精补偿”机制——当花粉管受精失败时，胚珠能够吸引另外的花粉管前来完成受精。此前研究已经发现中央细胞在“受精补偿”过程中扮演重要角色。但中央细胞是否具有其他未知功能、是否存在新的 “受精补偿”机制等问题仍然有待解决。
在本项研究中，团队鉴定到了中央细胞特异表达的两个花粉管吸引小肽SAL3和SAL4。在正常情况下，胚囊由助细胞负责分泌吸引信号，引导花粉管进入胚囊；SAL3和SAL4完全定位于中央细胞内。当助细胞介导的花粉管吸引系统失效时，SAL3和SAL4从中央细胞向珠孔分泌，接替助细胞吸引花粉管。遗传证据显示，将SAL3/SAL4与以前研究发现的“受精补偿”基因SAL1/SAL2及其同源基因一并敲除后，突变体胚珠的“受精补偿”能力大幅降低，证明SALs在调控“受精补偿”过程中存在功能冗余。
此外，研究团队发现中央细胞分泌的SALs可以吸引其它物种的花粉管，这与部分助细胞分泌的吸引小肽(具有物种特异性)明显不同。在清除助细胞后，胚珠吸引远缘花粉管的能力增强，且该过程依赖于 SALs。这表明中央细胞来源的花粉管吸引系统可能是植物克服种间生殖障碍的重要途径。操纵该系统有望成为克服远缘杂交障碍、提高远缘杂交成功率的新策略。
学校生命科学学院博士后严春林和博士生林泓为论文共同第一作者，生命科学学院孟姜果教授和中国科学院遗传发育所李红菊研究员为论文共同通讯作者；中国科学院遗传发育所陈澍燕博士、西南大学钱皆副教授也参与了本工作；西南大学为第一单位。研究得到西南大学高层次人才启动经费、中国科协青年人才托举工程(2023QNRC001)、国家自然科学基金(32400289)、重庆市自然科学基金(CSTB2025NSCQ-JQX0004)等项目支持。
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