本次閱讀的文章有兩篇，一篇是13年發(fā)表在《Dev Cell》上《Ethylene Signaling Is Required for Synergid Degeneration and the Establishment of a Pollen Tube Block》，通訊作者是德國蒂賓根大學(xué)的Rita Gro?-Hardt教授。主要講述了乙烯信號途徑對于阻止多花粉管進(jìn)入的機(jī)制。
另外一篇是日本名古屋大學(xué)的Tetsuya Higashiyama為通訊作者在15年于《Cell》上的《Rapid Elimination of the Persistent Synergid through a Cell Fusion Mechanism》。主要詳細(xì)描述了正常受精之后，宿存助細(xì)胞與胚乳融合從而調(diào)控了正常防止多花粉管進(jìn)入的過程。
防止多花粉管進(jìn)入胚囊對于確?；ǚ酃苁芫晒Ψ浅Ｖ匾谝桓ǚ酃鼙晃M(jìn)入助細(xì)胞之后，該助細(xì)胞退化，另外一個細(xì)胞稱為宿存助細(xì)胞。擬南芥許多突變體在受精之后均能展現(xiàn)出多根花粉管的表型，例如特異在中央細(xì)胞和胚乳表達(dá)的參與基因沉默復(fù)合體的成員FIS-PRC2，又例如乙烯信號傳導(dǎo)途徑的?ein3 eil1?也會產(chǎn)生類似的表型，暗示著沉默復(fù)合體以及乙烯信號途徑共同參與多花粉管的調(diào)控。
其中在乙烯信號途徑中有兩個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子EIN3 EIL1,為了探究乙烯信號對于生殖的影響。作者構(gòu)建了?ein3 eil1?雙突，發(fā)現(xiàn)突變體對于正常的受精無影響，能夠正常生成胚和胚乳，但是雜在受精24h，還能夠檢測到助細(xì)胞的核，暗示EIN3 EIL1可以調(diào)控助細(xì)胞的程序性死亡。觀察 ?ein3 eil1 或是?ein2?（位于ein3和eil3上游）的突變體，發(fā)現(xiàn)約有40%出現(xiàn)持續(xù)性的宿存助細(xì)胞以及多根花粉管進(jìn)入的現(xiàn)象。
既然乙烯對于正常助細(xì)胞的降解是重要的，那么是否可以人為模擬這種情況呢？通過顯微注射乙烯的前體ACC進(jìn)入雌配子細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)助細(xì)胞形態(tài)以及核形態(tài)出現(xiàn)異常，為了證實(shí)這個結(jié)果作者利用乙烯信號組成性激活的突變體ctr-1,也看到了類似的結(jié)果（表型過強(qiáng)，能否特異呢？）。此外EIN3-YFP的信號可以特異性的在16HAP后，宿存助細(xì)胞，胚乳以及合子檢測到。
此外通過活體成像技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)助細(xì)胞細(xì)胞分裂周期似乎與胚乳的分裂整合到一起。為了詳細(xì)了解，他們利用兩個胚乳的marker：pMEA::NLS_tdTomato（非受精激活） 和 pAtrBohD::NLS_GUS（受精后激活），?利用這兩個reporter，均能夠檢測助細(xì)胞核帶有胚乳細(xì)胞的命運(yùn)。此外，在82.6%ein3 eil1? 的宿存助細(xì)胞能夠檢測到細(xì)胞壁降解（WT呢）。
因此作者認(rèn)為乙烯信號具有兩個功能，一個是助細(xì)胞的PCD以及防止多根花粉管進(jìn)入。
第二篇文章更詳細(xì)探討了宿存助細(xì)胞的命運(yùn)，利用pMYB98::GFP標(biāo)記助細(xì)胞，pRPS5A::H2B-tdTomato 標(biāo)記精細(xì)胞核（宿存助細(xì)胞熒光變暗）又或是利用pFWA::FWA-GFP標(biāo)記中央細(xì)胞（宿存助細(xì)胞熒光強(qiáng)度變強(qiáng)）。發(fā)現(xiàn)胚乳和宿存助細(xì)胞在受精以后可能存在融合現(xiàn)象。利用時(shí)間梯度進(jìn)行觀察分析，發(fā)現(xiàn)主要在12hap能夠檢測到到胞質(zhì)融合的現(xiàn)象，而8h無法檢測。并且這種融合并不是受精立即進(jìn)行的，還需要數(shù)小時(shí)的時(shí)間差。
隨后利用pMYB98::pCOXIV-GFP,? pDD65::pCOXIV-GFP?分別檢測線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在受精過程的動態(tài)變化。發(fā)現(xiàn)遷移能夠在15min內(nèi)完成。如果利用pMYB98:PIP2a觀察，發(fā)現(xiàn)很快會出現(xiàn)膜融合的特征，
為了進(jìn)一步觀察受精情況，利用分辨率高的鏡子，發(fā)現(xiàn)宿存助細(xì)胞和胚乳之間僅隔了約80 nm 后的細(xì)胞壁。但在受精成功里檢測約為5.9 ± 2.8 μm暗示了融合事件的發(fā)生，作者認(rèn)為這種融合對多根花粉管的調(diào)控。
一些助細(xì)胞的分泌物能夠參與花粉管的吸引，例如AtLURE1，助細(xì)胞與胚乳融合可能影響了這些吸引物質(zhì)的穩(wěn)態(tài)，利用AtLURE1-GFP進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，在宿存助細(xì)胞內(nèi)GFP的熒光下降非?？?，甚至超過了退化助細(xì)胞。免疫熒光的實(shí)驗(yàn)也證明了這一結(jié)果，在受精成功后能夠在雙核甚至是四核胚乳中檢測到（低）。因此再一次證實(shí)了助細(xì)胞能夠與胚乳融合。
助細(xì)胞失活的標(biāo)志是核蛋白減少，為了探究該融合事件在多花粉管阻礙的過程中發(fā)揮什么樣作用，利用MSI1-GFP發(fā)現(xiàn)首先是胞質(zhì)減少，隨后核信號也隨之減少。利用H2B來指示染色質(zhì)濃縮程度。pRPS5A::H2B-tdTomato x pRPS5A::H2B-GFP，胚乳核的信號顯示增強(qiáng)，因此H2B-GFP的信號存在重新表達(dá)，隨后這個表達(dá)存在宿存助細(xì)胞核內(nèi)，展現(xiàn)出一種核崩塌的形態(tài)，有趣的是這種崩塌往往發(fā)生在第一次或是第二次胚乳核分裂的中期。并且GFP信號不亮的材料這種坍塌在第一次分裂時(shí)不顯著，并且在二核期GFP信號顯著。偶爾的，也能夠在宿存助細(xì)胞中檢測到中間染色體的分離，但是沒有能進(jìn)行成功的分裂。
為了進(jìn)一步探究有絲分裂的特征，利用兩個細(xì)胞分裂的marker：pHTR2::CDT1a(5G)-TagRFP（S/G2-phase） 和 pCycB1;2::CycB1;2-YFP（G2/M-phase）。CycB1;2-YFP的信號在受精后胚乳細(xì)胞核中逐漸升高，在第一次胚乳核分裂后消失，1h后再度累積，暗示核分裂的快速進(jìn)行。CDT1a(5G)-TagRFP在第一次分裂末期，熒光強(qiáng)度增加。但是相對于胚乳來說，CycB1;2-YFP能夠在第一次分裂中檢測到。但是助細(xì)胞相比于胚乳，CycB1;2-YFP在第一次核分裂能夠正常標(biāo)記，但是對于CDT1a(5G)-TagRFP則無法標(biāo)記，暗示助細(xì)胞核和胚乳核可能存在不協(xié)調(diào)的特征。
在先前的研究中發(fā)現(xiàn)FIS-PRC2參與調(diào)控多根花粉管的過程，暗示著這樣的突變體可能導(dǎo)致助細(xì)胞失活的調(diào)控。利用mea, fis2, fie 和 WT分別授粉給帶有?pRPS5A::H2B-GFP標(biāo)記的C24雌方。突變體助細(xì)胞的熒光強(qiáng)度約是WT的70%，暗示著FIS-PRC2參與了胚乳和宿存助細(xì)胞的融合。
接下來，利用一個胚乳的pAGL62::AGL62-GFP來分析核坍塌的形態(tài)。AGL62-GFP在胚乳核中信號逐漸增加隨后出現(xiàn)在助細(xì)胞核中。有趣的是在mea 和 fis2?胚珠中也能檢測到宿存助細(xì)胞GFP的增加，暗示著FIS-PRC2可能影響了后續(xù)胚乳核的穩(wěn)態(tài)。
那么胚乳的單次受精能否激活融合的信號通路嗎？利用 kpl （單受精）的突變體，發(fā)現(xiàn)只有與中央細(xì)胞融合后才會觸發(fā)宿存助細(xì)胞與胚乳的融合。
此外先前的研究中還發(fā)現(xiàn)乙烯信號對這條信號非常重要。仍然利用 kpl?的突變體，利用EIN3-GFP指示乙烯信號通路，發(fā)現(xiàn)精卵融合刺激胚珠中EIN3-GFP的比例要遠(yuǎn)大于精細(xì)胞與中央細(xì)胞的比例。因此暗示著精卵的融合可能激活了乙烯信號通路。
因此該文章主要發(fā)現(xiàn)了在成功受精后，胚乳會與宿存助細(xì)胞融合，從而阻止了多花粉進(jìn)入了可能，并且這種融合主要來源于精細(xì)胞與中央細(xì)胞的融合，而精卵的融合主要可能激活的乙烯信號途徑。
對于多根花粉管進(jìn)入的調(diào)控，時(shí)間差是個非常重要的問題，花粉管與胚囊一一對應(yīng)的關(guān)系應(yīng)該在穿出隔膜就建立起來，這應(yīng)該在6-9HAP就完成，而我們目前得到細(xì)胞融合結(jié)論，更加像是一個結(jié)果，大概在12HAP以后完成。3-6h的時(shí)間窗發(fā)生了什么，仍不得而知。而FER調(diào)控了多根花粉管進(jìn)入，更像是在接收時(shí)的調(diào)控，因此兩者相互協(xié)調(diào)，避免多花粉管的現(xiàn)象。
