大家好，本次閱讀的文獻(xiàn)是前天發(fā)表在《Naure Plants》上的《A species-specific functional module controls formation of pollen apertures》一文，通訊作者是美國俄亥俄州立大學(xué) Anna A. Dobritsa 教授。
花粉的萌發(fā)孔是花粉質(zhì)膜上的特殊結(jié)構(gòu)，植物中特異表達(dá)的 INP1 是萌發(fā)孔形成的重要調(diào)控因子，但是在不同物種中 INP1 的保守性并不高，暗示著還有其他保守因子調(diào)控萌發(fā)孔的形成。
為了刷選參與花粉萌發(fā)孔形成的基因，作者依據(jù)花粉形態(tài)進(jìn)行 EMS 正向篩選。鑒定到一個材料花粉呈現(xiàn)圓形并缺少萌發(fā)孔。通過圖位克隆以及確定基因在花發(fā)育的表達(dá)量作者鎖定一個基因??At1g15320,測序顯示由于G-to-A的突變體導(dǎo)致提前終止。通過CRISPR獲得其他突變體以及回補確定的確是由于這個導(dǎo)致的表型，命名為INP2。
通過序列比對發(fā)現(xiàn)，INP2與INP1一樣都具備一個 DELAYED IN GERMINATION1 (DOG1)結(jié)構(gòu)域，暗示著功能的相似性。通過蛋白預(yù)測 INP2 還有一個跨膜域，但是其他物種并沒有相似的跨膜域。
構(gòu)建表達(dá)模式?INP2pr:H2B-RFP 發(fā)現(xiàn)?INP2 主要拜倒在小孢子母細(xì)胞、四分體和游離小孢子時期，該模式與 INP1 類似。但是在構(gòu)建亞細(xì)胞定位的材料時，將熒光無論插在基因何處都不能回補，因此并無數(shù)據(jù)。
先前發(fā)現(xiàn)?INP1 和 D6PKL3 對于萌發(fā)孔的形成非常重要且兩者均定位于質(zhì)膜。但是DMC1pr:INP1-YFP?和?D6PKL3pr:D6PKL3-YFP 的熒光在 inp2 中更多轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)部（前者核內(nèi)，后者胞質(zhì)內(nèi)），暗示 INP2 對于這兩個基因的定位具有非常重要的功能。此外 D6PKL3pr:D6PKL3-YFP?在?inp1?中也出現(xiàn)類似的表型，因此 INP1/2 對于D6PKL3的膜定位均十分重要。
看遺傳關(guān)系，分別構(gòu)建?inp1 d6pkl3?和?inp2 d6pkl3?雙突較單突表型加重，?inp1/2?表型較單突并無明顯改變。因此 INP1與INP2可能位于同一條信號通路上發(fā)揮核心作用。隨后通過多種實驗驗證了INP1 與 INP2 的直接互作。
通過共演化分析，發(fā)現(xiàn)同一物種的INP1/2同一性較高，不同物種同一性迅速下降，暗示著INP1/2可能以物種特異性的方式發(fā)揮功能。通過番茄的INP1/2能夠相互作用但是不能與擬南芥的INP1/2相互作用更是進(jìn)一步證明了該觀點。
有趣的是，如果在擬南芥 inp1?單獨轉(zhuǎn)入 番茄的 INP1或是INP2 并不能回補表型，但是如果同時轉(zhuǎn)入 INP1 和 INP2 的話，則得以恢復(fù)，并且在 inp1/2?同時轉(zhuǎn)入番茄的 INP1/2也得以恢復(fù)表型，暗示著 INP1/2 作用的保守性。
為了確定 INP2 物種特異性的序列，作者認(rèn)為將 INP2 分為 7個結(jié)構(gòu)。通過將 AtINP2 每個片段換成 SlINP2，或是SlINP片段換成番茄的進(jìn)行回補。有趣的是，DOGdomian與C端尾巴均不能回補，說明重要性。
綜上：該文章發(fā)現(xiàn)了調(diào)控花粉萌發(fā)孔的新基因，并可以與INP1 一起以物種特異性的方式發(fā)揮功能。
