文献阅读-卵细胞和中央细胞协同调控阻碍多花粉管的机制

本次阅读的文章是日本名古屋大学的Tetsuya Higashiyama为通讯作者在13年于《Devlopment cell》上的《Independent Control by Each Female Gamete Prevents the Attraction of Multiple Pollen Tubes》。

拟解决问题：

1.阻止多花粉管受精的信号来源是来自于中央细胞还是卵细胞

首先利用cdka;1 仅仅能产生类精细胞的细胞，随机与卵细胞或是中央细胞融合。利用杂合的cdka;1 作为花粉的供体，发现无论是仅有卵细胞受精或是仅有中央细胞受精的多花粉管比例均大大增加。

cdka;1/+ 授粉引起的第二根花粉管

2.阻止多花粉管进入起源于什么时候。

那么这种多花粉管的阻碍机制在什么时候呢？他们将利用hap2的突变体授粉给雌方的marker，选择那些授粉成功的胚珠，放到培养基上半体外的吸引花粉管，发现野生型的胚珠约20%能够吸引花粉管，但是80%未融合的胚珠能够吸引第二根花粉管，暗示着多花粉管的阻碍起始于受精之后。利用cdka;1 的突变体也得到了类似的结果。因此多花粉管的阻碍机制在受精之后很快建立。

第二根花粉管的动态调节

3.阻碍多花粉管进入的分子机制是什么？

在先前的研究过程中，发现mea 的突变体中接近一半的种子会出现多花粉管的现象。MEA 编码了一个SET domain能够与 FIS-PRC2相互作用，于是他们研究了这个组分的成员FIS2和FIE的突变体，在mea/+,fis2/+ 和 fie/+ 突变体中约有20%的种子会进入第二根花粉管，FIS-PCR2复合体参与了H3K27me的调控，暗示雌配子的染色体修饰对于多花粉管的阻碍非常重要。随后作者还查看了参与表观遗传修饰的突变体dme，met1，drm1, drm2, and cmt3 nrpd1a, nrpd1b, and rdr2，kyp 中均未发现显著的变化，暗示甲基化途径与MEA，FLS途径无关。但是MEA以及FLS在中央细胞中被报道能够收到去甲基化，因此dme没有表型作者也觉得奇怪。

FLS-MEA途径受阻能够影响多根花粉管进入

那么MEA-FLS是影响了什么途径影响了受精呢？作者认为是影响了中央细胞途径：理由有：1.MEA-FLS主要是在中央细胞和胚乳中表达。2.fls2 突变体败育主要来自与胚乳，3.此外利用cdka;1/+的花粉受给mea多根花粉管进入的比例没有进一步增加。为了动态分析受精的结果，作者利用pRPS5A::H2BtdTomato 材料授粉，12h以后，88%的比例会出现单根花粉管进入的表型，2%则会出现两根花粉管的表型。在18h中还能够检测14.3%多花粉管进入的表型，最终达到40%多花粉管表型，并且第二次进入花粉管的精细胞均不能完成受精。因此MEA-FLS2可能特异性参与了花粉管进入的表型，参与到受精之后某个基因的沉默当中。

为什么植物防止多花粉管进入需要中央细胞和卵细胞的双重调控呢？猜测可能是与受精补偿相关。kpl 单次受精的表型更加明显，15.7%的种子正常并插入两根花粉管，pRPS5A::H2B-tdTomato转入kpl 背景当中授粉，3h以后在授pRPS5A::H2B-GFP，正常的种子下降到8.1%，在后代中观察到1.2%不一样的荧光色（987）。4个是 GFP-labeled embryo and tdTomato-labeled endosperm 8个是 tdTomato-labeled embryo and GFP-labeled endosperm。这种类型的在对照中均未见到。因此他们的文章证实了异源授粉和多花粉管之间的关系。

受精补偿效应

综上，作者发现了受精之后从中央细胞和卵细胞起源的信号可能对于调控多管受精非常重要，并且起源于中央细胞细胞FLS2-MEA对于调控这个过程是必要的。