兰州大学向云课题组揭示了SM蛋白SEC1A调控花粉管极性生长的分子机制

以下文章来源于JIPB ，作者JIPB

双受精是被子植物完成有性生殖的关键生理活动。在此过程中，花粉管需要将两个不能自主移动的精细胞作为货物定向地运送到雌性配子体的胚囊。因此，花粉管极性生长是被子植物完成双受精的关键步骤，并且此过程高度依赖分泌囊泡介导的极性物质运输。胞泌复合体（Exocyst）和Sec1/Munc18 (SM) 蛋白在调控囊泡和质膜的栓系和融合过程中发挥了至关重要的作用。然而，目前有关SM蛋白在有性生殖调控中的作用主要集中在花粉发育方面, 对于SM蛋白如何调控花粉管极性生长的分子机理仍不清楚。此外，Exocyst与SM蛋白相互作用的生物学意义也未被揭示。

JIPB近日在线发表了兰州大学向云课题组题为“SEC1A and SEC6 synergistically regulate pollen tube polar growth” 的研究论文（https://doi‍.‍org‍/10.1111/jip‍b.1‍3486）。该研究发现模式植物拟南芥SM蛋白SEC1A能够与Exocyst亚基SEC6发生相互作用，互相影响花粉管顶端的分布和分泌速度，协同调控分泌囊泡和质膜的融合，从而影响花粉管的生长和宽度。

图 SEC1A与SEC6共同调控了SYP125在花粉管顶端的定位

向云课题组发现拟南芥SM蛋白家族成员SEC1A功能缺失导致花粉管生长变慢，花粉管宽度显著增加。SEC1A以弥散的形式分布在整个花粉管胞质中，并且在顶端部位比较集中。通过CoIP-质谱分析筛选、蛋白互作和活体显微成像分析发现，SEC1A与exocyst亚基SEC6相互作用，并且互相影响了在花粉管顶端的分布（图A）。遗传学分析发现，sec1a sec6双突变体花粉管的表型显著加剧（图B）。同时，SEC1A和SEC6的功能缺失显著影响了SNARE复合体成员SYP125在花粉管顶端的分布（图C），并且导致花粉管细胞壁组分发生紊乱。因此，该研究不仅阐明了SM蛋白家族成员调控花粉管极性生长的分子机制，同时也揭示了SM蛋白和Exocyst亚基在花粉管生长过程中的相互调控关系。

兰州大学生命科学学院博士生范婷婷和范悦敏为该论文共同第一作者，杨洋博士后、钱东研究员、牛月副教授和安黎哲教授也参与了此项工作，向云教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和中央高校基本科研专项资金的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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