北大生命科学学院苏都莫日根研究组破解花粉萌发负调控机制

花粉萌发是植物传粉和有性生殖的重要过程。长期以来人们对花粉萌发必需的基因及产物进行了较充分的了解，而对花粉不萌发（休眠）的机制知之甚少。国际知名植物学刊物The Plant Cell于7月28日在线发表了题为“Arabidopsis JINGUBANG is a Negative Regulator of Pollen Germination that Prevents Pollination in Moist Environments”的文章，报道了生命科学学院巨艳和郭梁博士（共同第一作者）等的研究成果。苏都莫日根教授和张泉副教授为该论文的通讯作者。

研究组通过正向遗传学、反向遗传学、分子生物学以及生物化学手段首次发现了一个抑制花粉萌发的基因并给之冠以了一个响亮的中式名字“金箍棒”（JGB）。研究发现，JGB基因在花粉和花粉管中特异表达，且随着花粉发育成熟过程逐渐积累。同时，JGB蛋白定位于花粉营养细胞的细胞核和细胞质，其氨基酸序列上的出核信号LEV介导该蛋白进入细胞质。更有趣的是，JGB的缺失突变体在潮湿环境中可越过休眠直接快速萌发。研究组随后通过转录组高通量测序分析，揭示出JGB和细胞内茉莉酸（JA）合成的相关性。他们通过体外施加JA，成功地打破了野生型花粉的休眠。此外，研究组还发现了JGB通过和转录因子TCP4相互作用，控制细胞内JA含量和花粉萌发速率的机制。

JGB通过和TCP4互作影响花粉萌发的模式图

这项开创性的工作为人们深入理解花粉萌发的分子机制提供了全新的线索。上述研究得到了国家自然科学基金、科技部国家重点基础研究发展计划（973计划）与细胞增殖与分化教育部重点实验室的资助。

编辑：山石