近日，我校伟德官网下app官方网站藍興國團隊和林木遺傳育種全國重點實驗室程玉祥團隊在國際著名期刊Journal of Integrative Plant Biology上發表研究成果。該成果發現一個新的控制植物雄性育性的關鍵基因GDPD-LIKE，調控花粉管頂端細胞壁纖維素沉積、介入花粉管極性生長，完成開花植物受精和種子形成，為植物雜交育種培育一類新的雄性不育系奠定了基礎。

花粉萌發、花粉管生長對開花植物受精和種子形成至關重要。花粉管極性生長過程快速且複雜，受信号轉導、細胞骨架、運輸分泌等多種途徑調控，細胞壁被認為在維持花粉管生長和細胞形态結構上起關鍵作用。花粉管細胞壁由果膠、胼胝質和纖維素組成，果膠是花粉管細胞壁的主要組分，纖維素在花粉管細胞壁中含量較低。然而，纖維素在花粉管極性生長及其在植物受精和種子形成方面的作用未被揭示。

GDPD-LIKE基因突變緻植物雄性不育

研究發現，拟南芥花粉特異表達AtGDPD-LIKE6/7基因突變表現嚴重的雄性不育。體内外萌發實驗顯示，AtGDPD-LIKE6/7突變導緻花粉萌發後花粉管提前破裂，無法到達胚珠和輸送雄配子。超微結構和原位組化證據表明，突變體花粉管細胞壁纖維素沉積嚴重缺陷，細胞壁厚度顯著變薄。進一步探究發現原因為突變體花粉管纖維素合酶類似蛋白D亞類成員CSLD1/4頂端極性定位嚴重受損。此外，水稻花粉特異表達OsGDPD-LIKE5基因突變體也有類似的雄性不育。因此，花粉特異表達的GDPD-LIKE基因通過細胞壁纖維素沉積調控花粉管生長，維持雄性育性，協助開花植物受精結實。該成果揭示了細胞壁纖維素沉積和調控，對開花植物花粉管頂端生長以及雄性育性的維持有重要作用。