文档介绍：中国细胞生物学学报 Chinese Journal of Cell Biology 2011, 33(9): 1022–1027
花粉管引导机制的研究进展
蒋晶晶1,2 曹家树1,2*
(1浙江大学蔬菜研究所细胞与分子生物学实验室, 杭州 310029;
2农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室, 杭州 310029)
摘要花粉管引导是指显花植物在受精过程中, 雌蕊组织与花粉管相互作用使花粉管定向
生长并最终到达胚囊的过程, 其机制颇为复杂。该文基于调控花粉管生长的孢子体引导和配子体
细胞引导两个主要过程, 阐述雌蕊中不同蛋白分子和其它小分子物质的浓度梯度在花粉管的孢子
体组织引导中的作用, 以及胚囊中不同类型的细胞及其相关基因与蛋白在花粉管的配子体细胞引
导中的作用。同时, 该文也对精细胞在花粉管引导中的作用进行了阐述。
关键词配子体; 花粉管引导; 受精; 孢子体
1 引言中发挥作用, 胚囊中不同类型的细胞及其相关基因
花粉管的生长包括了花粉的粘附、水合、萌发, 与蛋白在花粉管的配子体细胞引导中发挥作用。另
花粉管生长进入柱头(stigma), 花粉管在柱头和花柱外, 精细胞在花粉管引导中具有应答的作用。本文
(style)中生长, 花粉管生长进入子房(ovary), 花粉管即对花粉管引导机制的研究进展作一介绍。
生长到达胚珠(ovule)并释放两个精细胞(sperm cell),
从而促使双受精的发生等过程[1-4]。花粉管生长的 2 孢子体组织在花粉管引导中的作用
正常完成与花粉管引导的正常进行密切相关。花粉花粉管从萌发至其进入引导组织的整个过程
管引导指的是显花植物在受精过程中, 雌蕊组织与都受到雌蕊的孢子体组织引导。拟南芥与蓝猪耳的
花粉管相互作用使花粉管定向生长并最终到达胚花粉均能够在不具有雌配子体的雌蕊上正常萌发出
囊的过程(图1)。19世纪晚期, 人们发现花粉管能够花粉管[2,7], 并且花粉管可生长穿过花柱[7]。赤杨(Al-
朝着置于培养基上的离体柱头的方向生长, 于是提 nus firma)的大孢子发生过程在授粉之后才启动[8]。
出了花粉管引导的概念[5]。花粉管引导分为花粉管可见, 至少在这些物种中, 花粉萌发穿过柱头, 至花
的孢子体引导和配子体细胞引导两个主要过程。花粉管生长至花柱底部的过程并不需要雌蕊中的配子
粉管的孢子体引导涉及引导组织胞外基质(extracel- 体细胞引导的参与。
lular matrix, ECM)中各种蛋白分子的引导和其它小雌蕊的孢子体组织对花粉管的生长具有机械
分子物质的浓度梯度的信号转导。花粉管的配子导向作用。百合的花柱中空, 充满营养丰富的ECM。
体引导则涉及雌配子体细胞对花粉管生长调控的 ECM通过提供粘附分子, 使得花粉管能够沿着既定
信号转导作用。自19世纪晚期以来, 探索与花粉管的路径在最少阻力的情况下快速延伸[9-10]。雌蕊的
引导相关的各个方面的信息一直是科学研究的热孢子体组织除提供机械导向的作用以外, 其引导组
点, 并在近几年取得了较大的进展。目前, 基于拟南织中的蛋白分子和其它小分子物质也在此过程中
芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza s