我国科学家发现植物雌雄识别的分子机制

 

本报北京2月11日电（记者齐芳）被子植物的花粉是在空气中传播的，但梨树为什么会“拒绝”苹果的花粉？植物究竟是如何识别同类、排斥异类的？中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究员领导的研究组，找到了揭开奥秘的关键钥匙：首次分离到了花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体，并揭示了信号识别和激活的分子机制。这一成果于北京时间11日在线发表于《自然》杂志。

科学家们发现，因为不具备动物精子的游动能力，被子植物中胚囊会分泌信号分子引导花粉管定向生长，花粉管将精子细胞运送到胚囊里，进而和包裹在胚囊内的卵细胞结合。杨维才研究组在对拟南芥这种植物的研究中，通过反向遗传学手段，在花粉管中筛选到了两个膜表面受体蛋白激酶（MIK和MDIS1），参与花粉管对胚囊信号分子的响应。一系列的生化和细胞生物学实验结果显示，两个受体蛋白激酶共同接受胚囊的信号，并启动花粉管的定向生长。

更重要的是，研究人员通过转基因手段把其中的一个信号受体导入另一种植物荠菜中，并和拟南芥进行杂交实验，转基因荠菜的花粉管识别拟南芥胚囊的效率大大提高。

有评论认为，该研究是植物生殖领域的重大突破，并通过基因工程手段建立了利用生殖关键基因打破生殖隔离的方法，为克服杂交育种中杂交不亲和性提供重要的理论依据。科学家介绍，一直以来，杂交育种都是人类提高农作物产量和品质的主要技术。杂交障碍的主要原因之一就是雌雄配子体的有效识别。这一发现不仅揭示了植物生殖的奥秘，更为杂交育种开辟了新天地。（原标题：我科学家发现植物雌雄识别的分子机制 植物生殖领域获重大突破）