PNAS | 花粉壁形成过程中，一种肽介导的三种细胞之间的“对话“
花粉粒是植物有性生殖的重要组成部分，内含分散的雄配子体。来自一株植物的花粉可以通过风或传粉者向多个其他个体传播，从而实现有效的遗传物质交换。然而，将花粉粒释放到外界环境需要承受脱水、阳光和其他环境压力。花粉保持活力依赖于一种叫做花粉壁的坚硬的外部屏障。花粉壁由绒毡层细胞产生，绒毡层细胞围绕在花药内发育的花粉粒周围。关于绒毡层是否与花粉粒发育协调，如果存在协调，该过程如何发生，目前仍然没有答案。
近期，著名期刊 PNAS在线发表了一篇题为“ A peptide-mediated, multilateral molecular dialogue for the coordination of pollen wall formation”的文章。该文的作者基于对不同时期花粉的观察，揭示了绒毡层活性与花粉粒发育的精确协调是保证有效花粉壁形成的必要条件，并揭示了这一过程是通过三种不同细胞类型来实现。
文中作者通过对gso1 gso2, cif3 cif4突变体不同时期的花药进行观察发现GSO1和GSO2受体和硫酸化多肽CIF3和CIF4是绒毡层发育及花粉壁形成的关键（图1）。GSO1和GSO2受体在中层产生，CIF3和CIF4在绒毡层中表达及硫酸化（图2）。作者发现CIF3和CIF4都具有C端延伸(图3)， C端延伸需要被移除才能被激活发挥生物活性。AtSBT5.4是花粉粒发育时特异产生的，由其在C端His89和Gly90特异的切割，从而激活CIF。
图1
图2
图3
最终作者提出一个预测模型（图4），未成熟花粉粒中产生的SBTs介导了花粉壁或房基质中激活的CIF3/4肽的及时加工和释放，。活化肽在绒毡层细胞间扩散，与中间层的GSO受体结合，诱导下游信号传导，导致孢粉素向花粉粒极化分泌。花粉表面的花粉壁的完成阻止了SBTs与其底物的相互作用，从而减弱了信号传导。
图4
总之，该项工作揭示了一个复杂的肽介导的调控过程，跨越三种不同的细胞类型，这是同步分泌和沉积花药室花粉壁成分所必需的。中间层，一个研究不足和理解不足的花药组织，在这一过程中起着重要的作用。
原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2201446119
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