乙烯前體在植物生殖中起重要作用（2020.8.15iPlants）

2020年8月14日，Nature communications在線發(fā)表了美國(guó)馬里蘭大學(xué)Caren Chang課題組和José A.Feijó課題組合作題為“Ethylene-independent signaling by the ethylene precursor ACC in Arabidopsis ovular pollen tube attraction”的研究論文。

該研究揭示乙烯直接前體ACC在參與花粉管吸引，并促進(jìn)花粉管趨化因子LURE1.2的分泌。因此，該研究發(fā)現(xiàn)揭示了ACC一種新型功能，并為揭示ACC在植物中的新生理意義提供了見識(shí)。

乙烯是一種植物激素，在開花植物的生長(zhǎng)和發(fā)育過程中參與多種生理反應(yīng)。ACC是乙烯生物合成的直接前體，其中從SAM催化為ACC的酶是ACC合成酶（ACS），這個(gè)過程是乙烯形成的限速步驟。因此通常通過用ACC處理植物來評(píng)估對(duì)乙烯的反應(yīng)。之前研究發(fā)現(xiàn)ACS八突變體，表現(xiàn)出降低的乙烯水平，與乙烯不敏感的突變體表型相似。但是意外的是，八突變體的種子結(jié)實(shí)減少，并用乙烯處理仍然未能緩解，說明了乙烯前體在植物生殖中起作用。

該研究分析了在acs八突變體種子結(jié)實(shí)少的基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)是由于ACC而不是乙烯在胚珠的孢子體組織中發(fā)揮信號(hào)傳導(dǎo)作用，從而影響花粉管的吸引。此外，故研究還發(fā)現(xiàn)ACC能促進(jìn)花粉管趨化，并且誘發(fā)花粉管趨化因子LURE1.2分泌。

另一方面，ACC能控制植物GLR通道，而且在異源COS-7細(xì)胞系統(tǒng)中能誘導(dǎo)GLR依賴性胞質(zhì)Ca 2+升高。在胚珠中，ACC處理后會(huì)觸發(fā)短暫的Ca 2+升高，并且在八突變體中胚珠中的Ca 2+內(nèi)流可拯救LURE1.2分泌。綜上所述，該研究發(fā)現(xiàn)了一種新的模型，其中ACC刺激依賴GLR的Ca 2+升高，進(jìn)而促進(jìn)LURE1分泌和花粉管吸引。