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中研院发现花粉受孕关键

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【大纪元2020年06月23日讯】(大纪元记者徐翠玲台湾台北报导)当花粉落在雌蕊上,还要长出花粉管,才能送精细胞到蕊中与卵子相遇,花粉管是植物受孕的最后一哩路。中研院植物暨微生物学研究所副研究员中村友辉的团队发现影响花粉管生长的关键脂质磷脂酸的生成机制,将有助于提高农业产量。

中村友辉说,花粉发育对植物的生殖繁衍至关重要,有些农作物的产量问题与花粉不孕有关。过去有研究指出,磷脂酸(Phosphatidic acid, PA)在花粉管生长过程中扮演着传递讯息的重要角色。然而,PA如何生成、如何影响花粉管生长,尚不得而知。

研究团队首先在模式植物阿拉伯芥的花粉内鉴定出DGK2及DGK4二种酵素,再经实验证实,缺少此二种酵素的植株便会缺少PA,花粉管也停止生长,导致植物无法授粉、结果,证明了DGK2与DGK4便是PA的生长关键。

团队也对缺乏DGK2与DGK4的缺陷植株施加PA或将相关基因送入植株,使其产生DGK酵素后,花粉管便如正常花粉一般,在12小时内达到正常的长度。

中村友辉解释,PA在花粉管中是一种脂质讯息,主要存在于花粉管的尖端与底部之间,诱导花粉管生长。这次研究发现,在花粉细胞内,二种DGK酵素会将没有传递讯息功能的二酸甘油酯(Diacylglycerol, DAG)转换成有传递讯息功能的PA,借此达到花粉管生长的目的。

中研院指出,这项研究成果有助于解决农业产量问题。因为DGK2、DGK4这类酵素广泛存在于稻米、小麦、玉米、番茄、苹果等重要的农业作物中。研究团队推测,这次发现的PA合成机制也在各种植物中存在,可能是增进作物受孕与产量研究的新契机。该研究论文已发表于植物学顶尖期刊《植物细胞》(The Plant Cell)。

责任编辑:吕美琪

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