中美科学家合作揭示被子植物繁衍关键机制

被子植物的繁殖和受精强调“独特性”，但这一原则一直是模糊的。来自山东农业大学和麻省大学阿姆赫斯特分校的研究团队最近联手解决了一些关键问题，并揭示了这些问题背后的关键机制。获得的结果已经在国际知名的学术期刊《自然》上发表。

由两个科学研究小组共同撰写的论文的主题是“FERONIA受体激酶阻止多个花粉管进入胚珠的调节机制”。山东农业大学园艺科学与工程学院段教授是该论文的第一作者，他认为被子植物的受精过程是作物种子形成的关键环节。先前的研究表明，单个花粉管在进入胚珠后破裂，释放出精子，从而完成了这个过程。

"一般来说，为了防止遗传疾病，只有一个花粉管可以进入被子植物的胚珠."段说，但研究小组发现，多花粉管进入同一胚珠的异常现象经常发生在拟南芥FERONIA受体激酶的缺失突变体上。“独特的”失败吸引了研究人员去寻找答案。

研究人员称，FERONIA受体激酶主要调节丝状器官中低甲基化果胶的积累，从而影响一氧化氮的含量。第一根花粉管进入胚珠后，一氧化氮可以亚硝基化诱导花粉管进入胚珠的诱饵蛋白，这不仅阻碍了花粉管的分泌，而且使其失去诱导活性。因此，其他花粉管不能进入这朵著名的花的胚珠。缺失突变的胚珠丝状器官中低甲基化果胶和一氧化氮的含量显著低于野生胚珠。

这一发现的结果进一步分析了胚珠如何协调“花粉管破裂”和“阻止多个花粉管进入胚珠”，这是两个不同但密切相关的生物学过程。这为被子植物受精调控机制的进一步研究提供了重要参考。

被子植物是世界上最丰富和结构良好的植物。在农业生产中常见的谷类、蔬菜和水果，如小麦、卷心菜和苹果，都属于被子植物。深入研究被子植物的繁殖机制，对常见作物、水果、蔬菜、花卉等植物的杂交育种和远缘杂交育种具有重要意义，对丰富种质资源、提高育种质量也将发挥重要作用。