연구는 피자 식물의 꽃가루 코트 전구체의 생합성 및 수송에 대해 밝힙니다.

2023년 6월 8일

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중국과학원 장난난(Zhang Nannan)

중국과학원 식물학 연구소의 Qi Xiaoquan 교수가 이끄는 연구원들은 꽃가루 코트 생합성과 수송이 구획화된 생합성, 조화로운 수송, 세포 소기관과 세포 유형 간의 정확한 조절을 포함하는 복잡한 과정이라는 것을 체계적으로 입증했습니다.

이 리뷰는 Nature Plants에 온라인으로 게재되었습니다.

이전에 연구자들은 타페툼 특이적 트리테르펜 대사 경로가 벼과의 꽃가루 피막 형성을 조절하고 트리테르펜 생합성의 핵심 효소인 OsOSC12의 기능 상실 돌연변이가 습도에 민감한 유전적 웅성 불임(HGMS)을 초래한다는 사실을 발견했습니다. ).

꽃가루 코트 형성 메커니즘에 대한 연구는 중요한 생식 기관 형성의 형성에 대한 기본적인 과학적 문제를 명확히 할 수 있을 뿐만 아니라 HGMS의 유전적, 분자적 메커니즘을 명확하게 하여 귀중한 웅성불임 계통과 활용을 위한 이론적 기초를 제공합니다. 작물 잡종.

이번 리뷰에서 연구자들은 다양한 수분 유형을 가진 식물 종들 사이에서 꽃가루 껍질의 형태, 구성 및 기능을 자세히 비교했습니다. 그들은 꽃가루 껍질의 형태와 구성이 다양한 식물 종의 수분 방식과 관련이 있음을 발견했습니다. 명확한 계보 특이성. 장쇄 및 초장쇄 지방산과 그 유도체를 포함한 꽃가루 코트 단백질과 작은 분자는 중요한 꽃가루 코트 구성 요소입니다.

그들은 꽃가루 코트 전구체의 생합성에 관여하는 유전자와 코딩 단백질을 요약했으며, 꽃밥 발달의 중기 및 후기 단계에서 지질, 페놀, 트리테르펜 및 스테롤의 대사에 주로 관여한다는 것을 확인했습니다. 그중에서도 트리테르펜과 스테롤 대사는 종마다 크게 달라 계통 특이성이 있을 수 있음을 나타냅니다.

그들은 후기 꽃밥 발달 단계에서 기름이 풍부한 두 세포소기관의 형태학적 변화에 특별한 주의를 기울여 세포 수준에서 외떡잎식물과 쌍떡잎식물 사이의 꽃가루 벽 형성과 태판 분해 과정을 비교했습니다.

그들은 또한 몇 가지 긴급한 과학적 질문에 대해서도 논의했습니다. 예를 들어, 꽃가루 코트의 정확한 구성 요소는 무엇입니까? 꽃가루 코트 전구체는 어떻게 합성되고 운송됩니까? 그리고 또 다른 개발 과정에서 꽃가루 코트 전구체의 생합성과 수송이 어떻게 조화롭게 조절됩니까? 이러한 문제는 광범위한 식물 게놈 마이닝, 단일 세포 및 공간 다중체학, 꽃가루 외피 단백질 및 대사산물 추적과 같은 향상된 방법으로 해결될 것입니다.

마지막으로, 작물 잡종 활용에 있어 HGMS를 이용한 꽃가루 외피 결함 돌연변이의 적용이 논의되었습니다. HGMS 계통은 건조한 지역(중국 신장 등)에서 잡종 종자를 생산하기 위한 웅성 불임 모친으로 사용될 수 있으며, 습하고 비가 오는 지역(중국 남부)에서 자가 수분될 수 있습니다. 이는 2계통 잡종 종자 생산의 지리적 범위를 확장하고 작물 생산을 위해 식물 잡종을 광범위하게 활용하게 될 것입니다.

추가 정보: Yuyuan Qiao 외, 속씨식물의 꽃가루 코트 전구체의 생합성 및 수송, 자연 식물(2023). DOI: 10.1038/s41477-023-01413-0