防止“多穗型”雌蕊花柱通道隔膜处的屏障是被子植物的关键

1月21日，记者从北京大学获悉，该校生命科学学院瞿教授实验室的研究成果于《科学》年在线发表，阐明了被子植物防止多精受精的分子机制，在植物生殖生物学领域取得重要突破。

动物体内有非常严格的控制机制，不允许“多精受精”。但是被子植物的繁殖过程和动物的繁殖过程有很大的不同。被子植物的精细胞没有鞭毛，不能自主游动，花粉管起着重要作用。含有两个精子的花粉管在雌蕊组织中定向生长。在胚珠释放的吸引信号作用下，会穿透花柱导管的隔膜，导向胚珠，在胚珠中爆发，释放两个精细胞，完成被子植物特有的“双受精”。被子植物防止“多精受精”，实际上是限制多个花粉管进入同一胚珠受精。多年来，人们发现只有一个花粉管可以瞄准胚珠去受精，但其机制尚不清楚。

这一次，曲的团队首次鉴定了三种受体，FERONIA、ANJEA和HERK1，它们在雌蕊花柱导管的隔膜中表达，这三种受体建立了一个屏障，阻止许多花粉管穿透隔膜。研究团队还鉴定出花粉管(雄性)分泌的5种小肽RALF6、7、16、36和37为这3种受体的配体信号分子，它们也参与了屏障的建立。本研究首次阐明了阻止多个花粉管穿越花柱导管隔膜屏障的建立依赖于雌性(受体)和雄性(小肽信号)之间的相互作用，揭示了阻止拟南芥多个花粉管受精的分子机制。

设置屏障防止许多花粉管穿透花柱管的隔膜，除了防止“多精受精”外，对植物进化也有重要意义。这种屏障是实现“相同花粉优先”和促进相关物种间生殖隔离的前提。