Những cơ thể Ubisch cổ điển mang một protein cấu trúc do hợp bào tạo ra (RAFTIN) rất cần thiết cho sự phát triển của phấn hoa

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America - Tập 100 Số 24 - Trang 14487-14492 - 2003
Aimin Wang1, Qun Xia2, Wenshuang Xie2, Raju Datla2, Gopalan Selvaraj2
1Plant Biotechnology Institute, National Research Council of Canada, 110 Gymnasium Place, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N-0W9.
2Plant Biotechnology Institute, National Research Council of Canada, 110 Gymnasium Place, Saskatoon, Saskatchewan, Canada S7N 0W9

Tóm tắt

Độ sinh sản của phấn hoa đóng vai trò quan trọng đối với năng suất cây trồng và cũng đối với đa dạng sinh học nói chung. Sự phát triển của phấn hoa được hỗ trợ bởi lớp tapetum, một lớp điều dưỡng tế bào sinh sản hoạt động chuyển hóa, chuyên tâm vào quá trình này. Tapetum trong ngũ cốc và phần lớn các loài thực vật khác thuộc loại không amip. Không thể tiếp cận được microspore, nó tiết ra các chất dinh dưỡng vào khoang nhụy nơi mà microspores cư trú và phát triển. Các orbicule (các cơ thể Ubisch), đã được nghiên cứu trong nhiều loài thực vật kể từ khi được phát hiện khoảng 140 năm trước, là một đặc điểm nổi bật của tapetum tiết ra. Ý nghĩa của chúng trong sự phát triển của tapetal hoặc phấn hoa chưa được xác định. Chúng tôi đã xác định được trong lúa mì và lúa một gen đơn bản đặc hiệu cho nhụy (một bản sao cho mỗi bộ gen đơn bội) mà sự ức chế của nó trong lúa thông qua kỹ thuật can thiệp RNA gần như đã loại bỏ hoàn toàn khả năng tạo hạt. Những bông hoa trong dòng chuyển gen có chức năng nữ bình thường, nhưng phấn hoa đã sụp đổ và trở nên kém khả thi. Việc xác định thêm sản phẩm gen, được đặt tên là RAFTIN, trong lúa mì đã cho thấy nó có mặt ở các cơ thể pro-orbicule và tích tụ trong các cơ thể Ubisch. Hơn nữa, nó được hướng đến exine của microspore. Mặc dù phần carboxyl của RAFTINs chia sẻ các chuỗi axit amin ngắn, rải rác (miền BURP) chung với nhiều loại protein trong các bối cảnh sinh học khác nhau, sự xuất hiện của RAFTIN per se chỉ giới hạn ở ngũ cốc; cả bộ gen Arabidopsis và bộ sưu tập ESTs phong phú không gợi ý bất kỳ homolog dicot nào rõ ràng. Hơn nữa, kết quả của chúng tôi cho thấy RAFTIN là rất cần thiết cho giai đoạn muộn của sự phát triển phấn hoa trong ngũ cốc.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.2307/3869340

Bedinger, P. A. (1992) Plant Cell 4, 879-887.1392600

10.2307/3869780

Goldberg, R. B., Beals, T. P. & Sanders, P. M. (1993) Plant Cell 5, 1217-1229.8281038

Hamilton D. A. & Mascarenhas J. P. (1997) in Pollen Biotechnology for Crop Production and Improvement eds. Shivanna K. R. & Sawhney V. K. (Cambridge Univ. Press Cambridge U.K.) pp. 41-58.

McCormick, S. (1993) Plant Cell 5, 1266-1275.

Shivanna K. R. Cresti M. & Ciampolini F. (1997) in Pollen Biotechnology for Crop Production and Improvement eds. Shivanna K. R. & Sawhney V. K. (Cambridge Univ. Press Cambridge U.K.) pp. 15-39.

10.1016/S1369-5266(99)00037-0

D'Arcy W. G. (1996) in The Anther: Form Function and Phylogeny eds. D'Arcy W. D. & Keating R. C. (Cambridge Univ. Press Cambridge U.K.) pp. 1-24.

10.1007/s001220050540

10.1038/357384a0

Mizelle, M. B., Sethi, R., Ashton, M. E. & Jensen, W. A. (1989) Sex. Plant Reprod. 2, 231-253.

Bhojwani S. S. & Bhatnagar S. P. (1992) The Embryology of Angiosperms (Vikas New Delhi) pp. 11-32.

10.1086/319580

10.1007/BF02856566

10.1126/science.161.3838.230

10.1007/BF00397936

10.1007/s004970050158

10.1046/j.1365-313X.1997.11030549.x

10.1007/s004970050122

10.1073/pnas.94.23.12711

10.1046/j.1365-313X.2002.01313.x

10.1007/s002990050526

10.1099/0022-1317-81-11-2771

10.1046/j.1365-313X.2002.01262.x

10.1073/pnas.072626099

10.1038/35030305

10.1002/j.1537-2197.1988.tb13430.x

10.1007/s004380050832

10.1007/BF00261688

Zheng, L., Heupel, R. C. & DellaPenna, D. (1992) Plant Cell 4, 1147-1156.1392611

10.1007/BF00279525

10.1007/BF00027117

10.1104/pp.114.1.395

10.1016/S0176-1617(99)80318-6

10.1007/s00425-002-0798-1

10.1007/s004970050125

10.1146/annurev.pp.41.060190.001533

Pacini E. (1990) in Microspores: Evolution and Ontogeny eds. Blackmore S. & Knox R. B. (Academic London) pp. 213-237.

10.1126/science.1060972

10.1073/pnas.97.3.1311

10.1073/pnas.190264497

10.1038/33929

10.1007/BF01089038

10.1007/s004250050597

10.1080/00173138609429929

10.1007/BF00388106

Scott R. J. (1994) in Molecular and Cellular Aspects of Plant Reproduction eds. Scott R. J. & Stead A. D. (Cambridge Univ. Press Cambridge U.K.) pp. 49-81.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Tập 100 Số 24

14487-14492

Thông tin tác giả