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微丝细胞骨架在花粉发育、萌发及花粉管生长过程中起着关键的调控作用,但微丝细胞骨架如何发挥功能还了解甚少。微丝的聚合解聚以及高级结构的形成对于其各项功能的实现至关重要,微丝的动态特性在胞内受到各种微丝结合蛋白(actin-binding proteins,ABPs)的调控,对这些ABPs的功能和作用机制进行解析有助于理解微丝的作用机制。对已知ABPs的功能和作用机制进行深入解析以及寻找新的ABPs是其中一个重要的研究方向。 为了寻找新的微丝结合蛋白,实验室采用了化学遗传学的方法。其中利用了微丝聚合的特异性抑制剂Latrunculin B(LatB)。因为LatB通过与肌动蛋白单体结合干扰微丝的聚合、解聚过程,LatB处理可以干扰胞内微丝的动态周转的特性。因为过去报道花粉萌发对LatB处理高度敏感,实验室利用花粉萌发作为实验系统,筛选对LatB处理不敏感的突变体。一些在体内调控微丝动态转换的因子的突变有可能会引起对LatB处理的敏感性发生改变。在筛选的过程中,发现其中一个T-DNA插入突变体的花粉萌发和野生型相比对LatB处理的敏感性下降了。分析发现T-DNA插入在编码基因JINGUBANG(JGB)中。JGB编码一个含有7个WD40重复序列(WD40-repeat)的蛋白。后续的观察发现JGB的功能缺失引起花粉萌发提前,表明JGB负调控花粉萌发。但JGB的功能缺失对花粉管生长没有显著的影响。体外生化实验表明JGB直接和微丝结合,并具有轻微促进微丝聚合的作用。与其花粉萌发抵抗LatB处理性质一致的是,jgb突变体花粉粒和花粉管中的微丝含量与野生型相比虽差别不明显,但能更好地抵抗LatB处理引起的微丝解聚。为了进一步阐明JGB如何通过影响微丝骨架动态调控花粉萌发,对花粉萌发过程中的微丝细胞骨架动态进行了观察,结果发现微丝细胞骨架在花粉萌发孔处的聚集在jgb突变体花粉粒中提前了。 以上的工作表明,本课题发现了一个新的微丝结合蛋白JGB,它在花粉萌发过程中通过调控微丝动态进而负调控花粉萌发。这个工作为理解微丝细胞骨架在花粉萌发过程中的功能和作用机制提供了新的线索。