配子成熟與功能特化在被子植物胚胎髮生啟動中的作用

《配子成熟與功能特化在被子植物胚胎髮生啟動中的作用》是依託武漢大學，由孫蒙祥擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：配子成熟與功能特化在被子植物胚胎髮生啟動中的作用
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：孫蒙祥
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

胚胎髮生啟動的分子調控機制是植物生殖生物學的核心問題之一，一直備註學者關注。但由於其研究難度很大，迄今仍是不解之謎。我們的前期工作發現了一個新基因GCD1（gamete cell defective 1），該基因突變後雌配子早期發育正常，惟不能最終成熟。這種沒有充分成熟的雌配子可正常受精，但受精產生的合子不能啟動胚胎髮生。因此推測雌配子成熟時期建立了某種關鍵的母本機制，這些母本因子對於受精後胚胎髮生的啟動起著決定性的調控作用。該基因的發現為探討胚胎髮生啟動的分子調控機制提供了不可多得的材料和切實的切入點。我們擬以此為基礎，通過成熟與不成熟卵細胞轉錄組的比較，以及GCD1調控途徑的分析尋找啟動胚胎髮生的分子基礎，揭示雌配子成熟過程中其功能特化的實質。希望藉此在認識胚胎髮生啟動的分子機制方面能有所突破。

結題摘要

我們的前期工作發現了一個新基因GCD1（gamete cell defective 1），該基因突變後雌配子早期發育正常，惟不能最終成熟。這種沒有充分成熟的雌配子可正常受精，但受精產生的合子不能啟動胚胎髮生。因此推測雌配子成熟時期建立了某種關鍵的母本機制，這些母本因子對於受精後胚胎髮生的啟動起著決定性的調控作用。該基因的發現為探討胚胎髮生啟動的分子調控機制提供了不可多得的材料和切實的切入點。我們以此為基礎，開展了一系列工作。建立了有效的擬南芥卵細胞分離技術，完成了擬南芥野生型和GCD1突變體卵細胞的RNAseq；確定了合子基因組激活的時間，通過對卵細胞特異表達基因的驗證和功能分析，發現首個卵細胞特異表達並調控胚胎早期發育的基因；篩選出4個GCD1互作蛋白，完成了其中一個互作蛋白的鑑定工作；創建了胚胎活細胞雷射切割技術，明確了胚柄細胞仍具有胚胎髮生潛能。此外完成了OsGCD1的克隆與功能分析。上述工作對認識胚胎髮生啟動的分子機制提供了新的思路。