梁婉琪小组揭示水稻花药发育新机制

据了解，花粉在植物雄性生殖器官花药中发育成熟，早期花药原基中造孢细胞通过一系列的细胞分裂、分化过程，形成花粉的前体细胞——小孢子母细胞和围绕在外面的三层营养组织。这三层营养组织和最外层表皮对小孢子母细胞起到重要的保护作用，同时为其发育提供必要的物质和营养保障。一旦营养组织和表皮不能正常发育将会影响花粉的形成，最终可能会导致雄性不育系的产生。

此次研究人员分离鉴定到水稻中一个新的bHLH家族转录因子TIP2。该基因参与控制花药发育早期花药壁内三层细胞的分裂分化行为。TIP2在早期花药营养细胞层中特异表达，tip2突变体花药壁的内三层不能正常分化，后期中层和绒毡层不能正常降解，导致小孢子母细胞发育停滞。在内三层营养细胞层分裂完成后，TIP2通过激活另一个bHLH转录因子TDR，并与TDR形成蛋白复合体促进绒毡层的细胞分化。在小孢子母细胞完成减数分裂后，TIP2促进第3个bHLH转录因子EAT1的基因表达，TDR与EAT1形成新的蛋白复合体调节绒毡层的程序性死亡过程。

相关专家表示，该研究丰富了对植物生殖发育机制和调控网络的理解，也为水稻的杂交育种提供了新的基因资源。