開花植物會通過細胞融合來阻止受精后吸引第二個花粉管。由于存在較堅硬的細胞壁,在植物細胞中細胞融合為罕見。迄今為止只觀察到另外兩個植物細胞融合的例子,并且從發(fā)現(xiàn)受精過程中兩種配子之間發(fā)生兩細胞融合至今已過去了110多年。這項新研究報告了發(fā)生在開花植物正常發(fā)育過程中的第三種植物細胞融合事件。
植物細胞之間通訊的復(fù)雜機制,在成功受精后一種不同尋常的細胞融合選擇性消除了負責(zé)吸引花粉管的細胞。該研究揭示出植物啟動了一類的細胞融合破壞了一種特殊的細胞,并闡明了開花植物有性生殖的進化。
開花植物是通過雌配子(生殖細胞)與雄配子受精來進行有性生殖。一旦在柱頭上成功授粉,花粉管會通過雌蕊向下朝著子房生長。在包括擬南芥在內(nèi)的大多數(shù)開花植物中成熟胚珠,包含有由2個助細胞、1個卵細胞、1個中央細胞和3個反足細胞構(gòu)成的一個7細胞胚囊。一對助細胞定位在卵細胞的附近,研究小組發(fā)現(xiàn),助細胞是吸引花粉管朝著胚珠的必要條件。花粉管通過珠孔進入到胚珠中。
開花植物通過讓花粉管穿過助細胞(退化助細胞),隨后花粉管破裂將兩個精細胞釋放到胚囊中完成雙受精。兩個精細胞分別與卵細胞和中央細胞受精生成胚和胚乳,終發(fā)育為種子。一旦發(fā)生受精,第二種助細胞(宿存助細胞)會在成功受精數(shù)小時內(nèi)退化。因此,其他的花粉管無法再接近受精子房,這一機制稱作為“polytubey阻斷"( polytubey的意思就是一個胚珠接受多個花粉管)。另一方面,倘若受精失敗,第二助細胞會繼續(xù)存留,吸引第二花粉管補救早先的受精失敗。






