科学家揭示促进被子植物种间遗传隔离的分子机制
发布时间: 2019-06-03 浏览次数: 149

摘自中国科学报近日,北京大学生命科学学院、北大—清华生命科学联合中心教授瞿礼嘉课题组揭示了被子植物拟南芥中,一种由小肽信号介导的信号通路促进种间遗传隔离的分子机制。相关论文531日在线发表于《科学》杂志。

 

  拟南芥雌性生殖器官中助细胞分泌的一类小肽信号(AtLURE1s)的5个成员可以特异地吸引该物种的雄性细胞花粉管(其中含有精子细胞)。有趣的是,无论是AtLURE1,还是感受该信号的受体,在失去功能后植物都能顺利完成花粉管吸引和后续受精过程,并产生正常的种子。

 

  研究表明,小肽信号并不是拟南芥雌性器官分泌的吸引雄方花粉管的唯一信号,而是一类通过增加自身花粉管竞争能力、促进与亲缘关系相近物种产生遗传隔离的信号。该研究结果赋予了小肽信号新的生物学功能,在分子层面上为达尔文在160年前用实验验证了的“同种花粉优先”现象提供了机制性解释。

 

  进一步研究发现,拟南芥的雌性器官还可以分泌4个没有物种特异性的吸引花粉管的小肽信号,这几个小肽信号不仅可以吸引拟南芥的花粉管,还可以吸引其他近缘种如琴叶拟南芥和哈勒氏拟南芥的花粉管。他们把这4个没有物种特异性的小肽命名为XIUQIU(“绣球”的汉语拼音)。这也解释了为什么在所有小肽信号基因发生突变后,拟南芥的花粉管仍然能够找到胚珠,完成受精并产生种子。“绣球”小肽信号的发现,极大地完善了小肽信号调控有花植物受精过程的作用模型。