[趙光裕] 阿拉伯芥SAURs的突變降低花粉管生長所必需之有效轉錄產物的轉譯

發稿時間:2018-09-03

花粉管順利生長對於雙重受精是重要的,了解花粉管基因的生物功能將為這一關鍵過程中的調控機制提供新的見解。趙光裕實驗室博士生何秀鑾同學根據先前實驗室轉譯體學的研究(Lin et al. Plant Cell 2014),獲得經授粉作用誘導大量表現於在花柱內生長花粉管的基因 SAUR62SAUR75。SAUR62 和 SAUR75 蛋白質位於花粉管內的細胞核。同質結合突變株 saur62/-saur75/- 和 SAUR62/75 RNAi 轉殖株的果莢內有許多不孕的種子。進一步分析發現 saur62saur75RNAi的花粉活力是正常的,但是其體外、體內花粉管生長是有缺陷並且花粉管尖端呈現分支的型態。利用花粉專一表現 SAUR62/75-GFP 轉植株的花朵進行免疫沉澱實驗及後續蛋白質身份鑑定,我們發現核醣體蛋白質 RPL12 家族可能是 SAUR62 和SAUR75 交互作用的蛋白質。再藉由酵母菌雙雜合系統和雙分子螢光互補分析實驗證明SAUR62 和 SAUR75 可以和核糖體蛋白質 RPL12 交互作用。多聚核醣體圖譜實驗顯示saur62saur75rpl12cRNAi 植株所收集花朵中80S核醣體減少且著要源自於花柱內生長花粉管,推測 SAUR62 和 SAUR75 參與花粉管生長時期體內核醣體的組裝。為了證實SAUR62/75在花粉管生長時轉譯作用的角色,我們通過 iTRAQ 分析野生型與 RNAi 植株的花朵內總蛋白質組成的變化,結果顯示參與花粉管壁生成和肌動蛋白骨架的蛋白質表現量顯著降低,而這些蛋白質為花粉管生長維持其管壁的彈性扮演重要角色。與野生型花粉管比較,我們在 RNAi 花粉管發現脫酯化和酯化果膠以及肌動蛋白質的位置發生顯著異常分布。我們的研究結果證實 SAUR62/75 及其交互作用蛋白質 RPL12 家族成員,在花粉管生長過程中期內的核醣體組裝扮演重要角色,進而影響花粉管的生長和隨後的授精作用是至關重要 (He et al. Plant Physiology 2018)