上海交大生命科学技术学院梁婉琪研究小组在最新研究中揭示了水稻花药发育的新机制。相关成果在线发表于《植物细胞》杂志。

据了解，花粉在植物雄性生殖器官花药中发育成熟，早期花药原基中造孢细胞通过一系列的细胞分裂、分化过程，形成花粉的前体细胞——小孢子母细胞和围绕在外面的三层营养组织。这三层营养组织和最外层表皮对小孢子母细胞起到重要的保护作用，同时为其发育提供必要的物质和营养保障。一旦营养组织和表皮不能正常发育将会影响花粉的形成，最终可能会导致雄性不育系的产生。

此次研究人员分离鉴定到水稻中一个新的bHLH家族转录因子TIP2。该基因参与控制花药发育早期花药壁内三层细胞的分裂分化行为。TIP2在早期花药营养细胞层中特异表达，tip2突变体花药壁的内三层不能正常分化，后期中层和绒毡层不能正常降解，导致小孢子母细胞发育停滞。在内三层营养细胞层分裂完成后，TIP2通过激活另一个bHLH转录因子TDR，并与TDR形成蛋白复合体促进绒毡层的细胞分化。在小孢子母细胞完成减数分裂后，TIP2促进第3个bHLH转录因子EAT1的基因表达，TDR与EAT1形成新的蛋白复合体调节绒毡层的程序性死亡过程。

相关专家表示，该研究丰富了对植物生殖发育机制和调控网络的理解，也为水稻的杂交育种提供了新的基因资源。

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