中研院植物學家突破植物授粉研究障礙

新網記者歸鴻亭台北報導
2014/2/26 上午 11:30:02 / 花木園藝

　中央研究院植物暨微生物所副研究員趙光裕，開發出一套不需解剖的策略，成功描繪開花植物的授粉機制，刊登於國際重要期刊《植物細胞》(The Plant Cell)，該期並以專文加以摘要介紹。

　趙光裕研究團隊日前以開花植物的花粉管為研究對象，創新研發出一套無需解剖實驗的策略，成功描繪出開花植物花粉管於雌蕊體內生長時珍貴的基因整體表現機制與數據。

　趙光裕表示，對開花植物而言，當雄蕊花粉落在雌蕊柱頭上時，花粉會開始萌發、孕育出許多小小的花粉管，將蘊藏其內的精細胞傳送到雌蕊胚珠，以完成受精過程。近期許多研究已指出，雌蕊花柱對花粉管的生長和引導扮演重要角色，進而影響花粉管內的基因表現，過去學者利用體外培養花粉管的方式，雖已獲知許多基因參與其中，但花粉管在體外生長的速度、長度，與在體內仍有差異，目前尚無有效方式可收取雌蕊柱體內生長的花粉管。

　他說，研究團隊研發出創新方式，運用花粉專一表現啟動子，替花粉管內的基因「貼標籤」，再運用抗體抓出生長花粉管的大量mRNA分子，接著透過與不同生長階段及體外的花粉管mRNA進行多重交叉比對，最後成功找出參與花粉管內授粉作用的500多個專一或大量表現的基因。

　研究團隊同時進一步利用遺傳學及分子細胞學等相關實驗證實這些基因的表現的確可經由授粉作用所調控，且數個擬南芥（模式植物即阿拉伯芥草）相對應基因突變株研究顯示這些基因受損時，明顯地造成花粉管於雌蕊花柱體內生長、引導及授精作用的缺失。這篇論文在植物範疇中的微層次基因體學的研究所具備的創新科技意義，甚受學界重視。未來進一步的深入研究，將可對於花管粉生長較緩慢的植物例如蘭花，以及開花植物之授粉作用機制提供更堅實的分子細胞學知識。

　趙光裕說，有了這個方法，未來將可針對開花植物的授粉作用機制進行更多研究，進而找出雌蕊誘導花粉管基因表現的分子。