上海交大張大兵教授研究團(tuán)隊和美國、德國等科研小組合作,經(jīng)過近7年的研究,克隆并鑒定了一個參與單子葉植物水稻花藥及花粉外壁發(fā)育的脂肪?;d體蛋白還原酶(FattyAcylCarrierProteinReductase),DPW(DefectivePollenWall),并提出了花藥表皮和花粉外壁發(fā)育新途徑。該研究成果發(fā)表在《植物細(xì)胞》(ThePlantCell,June24,2011)。
脂肪醇是一類廣泛地存在于植物、動物、藻類等生物體中的脂類分子,以游離態(tài)或者與其它分子結(jié)合態(tài)形式作為植物和昆蟲表皮、動物皮膚等組織結(jié)構(gòu)的重要細(xì)胞組分。長期以來,人們對于脂肪醇合成的生化分子機(jī)制了解甚少。花藥表皮和花粉外壁是植物雄性生殖細(xì)胞的重要的保護(hù)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可保護(hù)花粉免受外界環(huán)境和病菌等侵害,花粉外壁物質(zhì)在花粉和柱頭的相互識別過程中發(fā)揮重要的作用。
該研究揭示,DPW蛋白定位于質(zhì)體中,重組蛋白可以脂肪酰基載體蛋白為底物,將C16脂肪酸還原為其相應(yīng)的脂肪醇,從而參與花藥及花粉外壁的合成,并且通過遺傳互補(bǔ)等實(shí)驗(yàn)證明DPW在雙子葉植物擬南芥中具有保守的生物學(xué)功能。這項研究證明了植物質(zhì)體除了具有合成脂肪酸能力,還具備將脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪醇的功能。另外,此前有報道認(rèn)為動物和植物中的Fattyacidreductase(FAR)的底物是fatty-acylCoAs,該研究則證明了DPW(FAR類似蛋白)的最適底物為fattyacyl-ACP。