调控烟草合子细胞分裂方向的分子机制及其对顶、基细胞发育命运的影响

多数被子植物合子经一次不等分裂产生两个子细胞，一个较小的顶细胞和一个较大的基细胞。顶、基细胞具有截然不同的发育命运。近年的研究表明合子第一次不等分裂时细胞板的位置对顶、基细胞发育命运及胚胎模式建成至关重要，但其调控的分子机制迄今仍是不解之谜。我们的前期工作发现了一个新的微管结合蛋白，参与调控合子分裂面位置。更有趣的是，可调控合裂分裂方向。这是迄今发现的首例直接调控合子分裂面的蛋白。这一发现提供了难得的机会，借以观察合子分裂过程中细胞质不同比例分配，以及细胞板不同程度倾斜对顶、基细胞命运的影响，同时，揭示合子不等分裂调控的分子机制。在本项目中，我们拟在前期工作的基础上详细追踪合子不同分裂方式对顶、基细胞发育的影响；揭示该蛋白在合子微管骨架构成中的作用；初步探明该基因的调控途径。由此，可望揭示调控合子不等分裂的分子机制，并揭开合子裂生多胚形成的百年之谜。

被子植物备胎发生始于合子的一次不等分裂，由此产生发育命运完全不同的顶细胞和肌细胞。合子的不等分裂被认为是对胚胎模式建成具有重要意义的发育事态，但其分子调控机制，特别是调控期分裂面位置与方向的机制仍旧所知甚少。.本项目发现一个蛋白NtDRP (dynamin related protein) 并揭示该蛋白在维持合子细胞分裂面的位置与方向中有重要作用。下调改基因表达导致合子分裂面的方向紊乱并由此导致胚柄不能形成，甚至形成双胚。其基细胞系完全与顶细胞系整合为一体，形成类似胚胎的结构。这表明NtDRP是维持合子不等分裂和胚柄形成所必须的。我们的工作进一步揭示了NtDRP通过影响微管骨架的空间构型和取向发挥其调节细胞板定位的作用。此外，我们对合子分裂后地细胞命运决定机制也展开了相关研究。.总之，通过本课题的工作我们发现了首个调控合子分裂面的蛋白，揭示了其对合子不等分裂是细胞分裂面的准确定位，以及胚胎和胚柄区域分化是至关重要的。此外，也证实该基因对胚胎模式建成也是必须的。