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擬南芥R-SNARE蛋白YKT61是雌雄配子體發(fā)生的必需基因
植物雌雄配子體發(fā)生是有性生殖的前提。減數(shù)分裂產生的單核小孢子經過兩次有絲分裂,，形成帶有兩個精細胞的花粉。減數(shù)分裂產生的功能大孢子經過三次有絲分裂,，形成七細胞八核的胚囊,，其中三個反足細胞進行程序性死亡，兩個中央極核融合,，形成帶有一個中央細胞,、一個卵細胞、兩個助細胞的成熟胚囊,。
雌雄配子體發(fā)生過程伴隨著液泡的動態(tài)變化,。液泡酸化及囊泡異常通常影響雌雄配子體發(fā)生，但目前尚未發(fā)現(xiàn)在雌雄配子體發(fā)生過程中均必需的基因,。
近日JIPB在線發(fā)表山東農業(yè)大學張彥課題組題為“The Arabidopsis R‐SNARE protein YKT61 is essential for gametophyte development“的研究論文,。擬南芥YKT61作為R-SNARE，其酵母同源蛋白參與多個囊泡-靶膜的融合過程,。由于擬南芥種質庫中沒有YKT61的突變體材料,，通過基因組編輯技術,，研究人員獲得了YKT61的突變體。有趣的是,，突變基因*不能通過雌雄配子體傳代,，其雜合突變體自交后代均為野生型，表明該基因為首ge雌雄配子體發(fā)生的必需基因,。進一步研究表明,，ykt61突變體的單核小孢子不能進行第yi次有絲分裂產生二核小孢子，而ykt61突變體的雌配子體在正常發(fā)育至七細胞八核期后,，啟動異常的細胞死亡,，造成胚囊降解。引入Cas9-resistent YKT61 (crYKT61)能夠*回補ykt61突變體雌雄配子體發(fā)育表型,，證明該表型確由YKT61突變導致,。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)YKT61第八氨基酸殘基缺失,，干擾了其與其它SNARE蛋白的互作能力,。帶有這種YKT61ΔV8的ykt61突變體，表現(xiàn)為功能缺失突變體,，暗示YKT61與其它SNARE的互作對其發(fā)揮功能至關重要,。
ykt61突變體胚囊在成熟前期異常降解
本研究揭示了植物中shou個雌雄配子體發(fā)育的必需基因，為研究此類基因提供了重要參考信息,。通過對YKT61蛋白關鍵位點的功能解析,，為深入研究其同源蛋白在真核細胞中的生物學功能提供了線索。
研究生馬婷,、李恩博士,、及研究生李魯申為本文的共同第yi作者，山東農業(yè)大學張彥教授為本文通訊作者,。該研究得到了國家自然科學基金的資助,。