文献阅读--被子植物中央细胞命运决定新机制

        本次阅读的文章是近期发表在《PNAS》上的《Transcriptional repression specifies the central cell for double fertilization》，通讯作者是中科院遗传发育研究所的杨维才老师。相比于其它植物类群，被子植物演化出了独特的双受精生殖模式，被子植物双受精机制的出现导致了胚乳的产生，从而能提供营养保证胚的产生。那么中央细胞作为胚乳的前体的细胞其命运决定是如何的呢？这篇文献发现了一个MADS-box类的转录因子AGL80可以作为转录抑制因子，可以抑制助细胞和反足细胞特异性的基因来确定中央细胞的发育，同时AGL80在十字花科保守。

        功能性大孢子经历了几次发育才能形成成熟胚囊的过程，包括有丝分裂核分裂，细胞化，核重定位和细胞命运决定，同时胚囊还展现结构性的重塑。但是中央细胞的命运分化到现在还不得而知，一个组氨酸激酶CKI1被报道参与了胚囊的发育并且同时决定了中央细胞和反足细胞的细胞命运，且作用于极核融合之前，同时对于AGL80，先前的研究发现一旦丢失，则中央细胞变小且不能起始胚囊的发育，且作用于极核融合以后。但是AGL80调控的分子机制还不清楚。所以AGL80调控中央细胞变小的分子机制是什么？

        为了确定agl突变胚囊发育情况，首先在杂合突变体中倒入一Markline BICE1pro:C2NLS-3×GFP来标记胚囊，发现突变体胚囊的确变小了。随后又有中央细胞的marker再看看，发现相比于wt，突变体中央细胞的荧光很暗或是几乎没有，证明中央细胞的确发育出了问题。

AB WT  CD 突变体 

LRC24-GFP中央细胞的marker

       在先前的研究过程发现中央细胞参与了花粉管导向的过程。但是agl80似乎并没有丧失导向能力，于是他们想进一步确认是否存在问题。通过苯胺蓝染色，表达atlure1s-GFP，qRT-PCR验证AtLURE1s的表达，以及中央细胞参与导向因子CCG的gus，说明agl80的突变并不影响导向过程。

突变体花粉管吸引能力正常

      接下来他们就像看看那么会不会影响配子融合的过程。于是乎HTR10pro:HTR10-RFP标记精细胞，BICE1pro:C2NLS-GFP标记突变体，发现存在中央细胞不能受精的现象。加以统计数据，发现杂合突变体里约43-48%的中央细胞不能融合。

agl80突变体会导致单次受精

        为了进一步探究表型的原因，由于Atlure1s的荧光在突变体扩展，于是他们认为agl80缺失了中央细胞的细胞命运，而获得了助细胞的细胞命运。然后将在助细胞和反足细胞的maker基因倒入ET1811 ET2632的gus，发现能在胚囊细胞化后表达，且突变体gus的表达区域大大扩展。进一步在突变体里倒入助细胞特异的MYB98pro:GFP 和 MYB98pro:DD22-GFP看荧光，发现荧光区域也得到了扩展。再倒入反足细胞特异的DD1pro:GFP，反足细胞区域也扩展。倒入卵细胞特异的DD45-GFP,卵细胞没有变化。所以突变体中央细胞可能获得了助细胞和反足细胞的命运。随后作者还想探讨CKI和AGL80的相互作用，于是在各自的突变体内，用GFP材料回补对方，发现两者并不存在影响。所以认为两个功能是独立的。

中央细胞部分变成助细胞和反足细胞

AGL80与CKI1互相回补对方荧光

为了探讨AGL80如何影响中央细胞命运分化的，然后作者分析AGL80的序列，发现存在一个保守的EAR基序，由于EAR常常可以和TOPLESS (TPL)结合，于是他们通过Co-IP以及pull-down实验验证了确实可以相互作用。

AGL80

       另外一个问题就是AGL80是否可以抑制中央细胞中的表达助细胞特异的基因，于是乎他们利用MYB98的启动子驱动AGL80-GFP异位表达了AGL80，发现异位表达的材料导向出现问题并且导致种子败育。且使用q-RTPCR的方法，可以发现MYB98的表达量下调，所以AGL80可能是通过MYB98来调控下游的小肽例如AtLure1s，Xiuqiu等调控导向。

苯胺蓝染色

       最后作者对该基因的演化进行分析。发现AGL80在植物中广泛存在，但是EARmotif仅仅存在十字花科中，所以AGL80调控方式可能在十字花科植物中保守。

GAL80演化分析

       作者给了中央细胞命运决定的模型。其中ALG61和AGL80复合体作为共抑制因子，通过与TPL相结合，抑制辅助细胞和中央细胞内MYB98,DD1的表达从而决定中央细胞的命运。

model