太阳集团tyc539高新起课题组
花粉寿命即花粉的生活力，指花粉离开花药以后能维持受精能力时间的长短，是授粉成功和杂交种子生产的重要因素。脱离花药后的花粉粒进行程序化干燥脱水，其自身采用一种稳态机制来维持膨压和活力，蛋白和其他生化成分是在干燥耐受过程中保护细胞机制所必需的。然而，维持花粉活力的调控机制还知之甚少。
2022年3月29日，New Phytologist在线发表了我们高新起教授课题组题题为“PALD encoding a lipid droplet-associated protein is critical for the accumulation of lipid droplets and pollen longevity in Arabidopsis”的研究论文。该研究发现脂滴相关蛋白编码基因PALD（Protein Associated with Lipid Droplets）对于成熟花粉粒脂滴数量的维持和花粉寿命的调控至关重要，也为两者之间的相关性提供了证据。
花粉粒表面的脂类是花粉外被和外壁的主要成分，也是参与授粉过程中花粉干燥脱水以及花粉-柱头识别的重要因素。成熟花粉粒细胞内也会积累脂类，包括细胞膜磷脂和中性脂类如脂滴（LDs）中的三酰基甘油（TAGs）。LDs在花粉萌发和花粉管生长过程中作为膜原料和能量的存储物。在拟南芥中，脂类合成和代谢缺陷影响花粉发育、花粉水合、萌发或花粉管的生长。
本研究GUS染色和表达模式检测结果显示，PALD在成熟花粉粒和花粉管中特异性表达，并在干燥条件下表达上调。亚细胞定位结合序列截短突变分析表明，PALD的N端序列对其LD定位至关重要。在花粉发育期间，PALD的表达水平与LDs的积累呈正相关，其功能缺失导致花粉粒中LDs的数量和直径均显著降低。
图1. 拟南芥pald突变体及回补株系的花粉萌发
pald突变体成熟花粉粒的活力和萌发与野生型相比无明显差异；但花粉粒在干燥条件下储存后，与野生型相比，突变体的花粉萌发和雄配子传递则严重受损（图1）。已知定位于质体的葡萄糖-6-磷酸/磷酸转运蛋白GPT1在拟南芥花粉成熟过程中的LD积累中发挥作用。经验证发现，gpt1-2突变体的LD丰度降低，花粉寿命缩短。结合上述结果表明，LD积累与花粉寿命密切相关。
图2. 拟南芥pald突变体及其回补株系的LD丰度
该研究得到了国家自然科学基金（31770349，31970190）的资助。
全文链接 https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.18123
