Science：花粉萌发的奥秘
——一种张力感应离子通道调控花粉的水化作用（hydration）与萌发
（花粉粒（绿色）和花粉管（白色）如果丢失MSL8离子通道，就会在花粉萌发的过程中漏出其细胞内物质）
研究的起源
当干燥的花粉粒落到一朵花的柱头上时，花朵会分泌出一些物质来给花粉补充水分，最终形成足够的内部压力令花粉生长出通往子房的花粉管。那么花粉粒是如何感应和调控这些机械变化的呢？来自华盛顿大学圣路易斯分校的植物分子生物学家Elizabeth Haswell想弄清楚这一点。
电生理作用
Haswell怀疑这个过程中涉及离子通道，因为膜张力感应通道就能保护大肠杆菌免于渗入太多的水分。为此她设计了荧光标记，揭示出了一个相关的基因：MSL8，这个基因在拟南芥花粉粒和花粉管中会被激活。当Haswell研究组将这个基因放到非洲爪蟾卵中进行表达的时候，发现离子通道会感应膜张力，发生电导变化。
压力条件
当研究人员设计降低拟南芥中的MSL8表达水平，并将花粉浸泡到一种促萌发溶液中时，发现花粉粒会在花粉管中（如果生长出来）爆裂了。反过来，如果MSL8 过量表达的话，花粉就无法形成花粉管。由此研究人员认为MSL8 能调控细胞的渗透压。
“这存在一种平衡，不能太多也不能太少，这样花粉粒才能正常水化，并且建立足够的膨胀压来发芽”，Haswell说。
平衡化
来自马里兰大学的植物细胞生物学家José Feijó表示，“花粉再水化的主要问题在于如何调控水分进入花粉粒。这种机制需要能调控容量的变化，令膨胀不会太突然或者说太剧烈。”
相关研究
花粉管的极性管状生长对于显花植物双受精过程的顺利完成至关重要。此前植物生理生态研究所的研究人员曾发现，过表达番茄花粉受体激酶LePRK1后，花粉管从管状生长模式转变为泡状生长模式，这一转变是通过LePRK1的下游激酶伴侣蛋白KPP及其互作因子PLIM2a调控花粉管肌动蛋白骨架来实现的。
由此研究人员推断，在花粉管中瞬时过表达LePRK1后，LePRK1通过KPP-PLIM2a调控花粉管肌动蛋白骨架的变化，从而实现了花粉管从管状生长模式到泡状生长模式的转变。这项研究揭示了花粉管细胞的一种潜在的能力，即通过单独过表达一个膜定位的分子LePRK1或LePRK1ΔECD，花粉管可以切换到另一种模式（即转变为泡状生长模式）达到花粉管生长前缘（leading edge）的延展。这一模式类似于已经报道的盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）和果蝇干细胞的泡状生长模式。唐威华研究组Plant Cell解析花粉管生长模式转变机制
（生物通：万纹）
原文摘要：
Mechanosensitive channel MSL8 regulates osmotic forces during pollen hydration and germination
Pollen grains undergo dramatic changes in cellular water potential as they deliver the male germ line to female gametes, and it has been proposed that mechanosensitive ion channels may sense the resulting mechanical stress. Here, we identify and characterize MscS-like 8 (MSL8), a pollen-specific, membrane tension–gated ion channel required for pollen to survive the hypoosmotic shock of rehydration and for full male fertility. MSL8 negatively regulates pollen germination but is required for cellular integrity during germination and tube growth. MSL8 thus senses and responds to changes in membrane tension associated with pollen hydration and germination. These data further suggest that homologs of bacterial MscS have been repurposed in eukaryotes to function as mechanosensors in multiple developmental and environmental contexts.
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