花藥發(fā)育和花粉形成是植物完成世代交替的重要環(huán)節(jié)，認(rèn)識(shí)植物花藥發(fā)育和花粉形成的分子機(jī)理，對(duì)于提高人們對(duì)植物基本生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)以及作物雜交育種提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有重要意義。
2010年伊始，上海交通大學(xué)教授張大兵團(tuán)隊(duì)連續(xù)在學(xué)術(shù)期刊《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）上發(fā)表了三篇研究論文，系統(tǒng)闡述了花藥發(fā)育和花粉形成的關(guān)鍵基因及其網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制，產(chǎn)生了較大的影響力。
通過(guò)遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等手段，張大兵團(tuán)隊(duì)揭示了控制水稻花藥外表面結(jié)構(gòu)（角質(zhì)）和花粉外壁形成的關(guān)鍵基因CYP704B2；并提出植物花藥表面角質(zhì)層和花粉外壁的孢粉素成分的合成可能存在共同的生化途徑。科研人員分離鑒定到一個(gè)控制水稻葉片中糖到花器官（包括花藥）分配的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子CSA（Carbon Starved Anther），該轉(zhuǎn)錄因子可以直接控制花藥中單糖轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)糖分子從源到庫(kù)分配的調(diào)節(jié)。
這項(xiàng)工作為進(jìn)一步闡明糖分子在植物體內(nèi)分配機(jī)制提供了重要依據(jù)，The Plant Cell編輯和審稿人對(duì)此項(xiàng)工作給予高度評(píng)價(jià)。早在2006年，張大兵團(tuán)隊(duì)就分離鑒定到一個(gè)控制水稻花藥絨黏層細(xì)胞程序性死亡關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。zui近，他們又和英國(guó)諾丁漢大學(xué)Wilson博士實(shí)驗(yàn)室合作，通過(guò)基因芯片、染色質(zhì)免疫沉淀、遺傳分析等方法，證明了AMS可以調(diào)節(jié)多個(gè)基因的表達(dá)，特別是尋找到了13個(gè)受AMS直接調(diào)控的基因。這些基因主要參與脂類的運(yùn)輸、脂肪酸的合成和代謝、甲基化的修飾以及果膠類的合成等重要的生物學(xué)過(guò)程。此外，還通過(guò)酵母雙雜交等實(shí)驗(yàn)尋找到AMS在蛋白水平上與2個(gè)互作蛋白。
有關(guān)專家認(rèn)為，該研究成果從基因組水平上揭示了AMS在花藥和小孢子的發(fā)育過(guò)程的作用機(jī)制，為全面認(rèn)識(shí)花粉發(fā)育的生物學(xué)過(guò)程奠定了基礎(chǔ)。
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