Các nhà khoa học trung quốc khám phá cơ chế mới về khả năng tự không tương thích của thực vật hạt kín

Việc tách pha của S-RNase thúc đẩy khả năng tự không tương thích ở P. hybrida. Nguồn: IGDB.

Tự không tương thích (SI) là một rào cản sinh sản nội bào phổ biến ở thực vật có hoa, một hệ thống loại bỏ tự phấn hoa để ngăn chặn hạt giống sau khi tự thụ phấn. Ở các loài Solanaceae, Plantaginaceae, Rosaceae và Rutaceae, hệ thống SI được điều khiển bởi một locus S đa hình duy nhất mã hóa các protein hộp F-box của yếu tố phấn hoa S-locus (SLF) và các thành phần S-RNase của yếu tố nhụy hoa.

Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng S-RNase không tự bị suy giảm bởi hệ thống ubiquitin-proteasome qua trung gian SCF ^SLF ở Petunia, nhưng S-RNase nguyên vẹn hoạt động như thế nào trong tế bào chất của ống tự phấn để tạo ra phản ứng tự không tương thích vẫn chưa rõ ràng.

Các nhà nghiên cứu do giáo sư Xue Yongbiao dẫn đầu từ Viện Di truyền và Sinh học Phát triển (IGDB) của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát hiện ra rằng S-RNase hình thành các cấu trúc puncta không có màng, được gọi là ngưng tụ S-RNase (SRC), bằng cách tách pha trong tế bào chất của ống tự phấn nhưng không phải ống không tự phấn ở cây dã yên thảo. Các thí nghiệm chuyển gen tiếp theo đã cho thấy SRC cần thiết cho phản ứng tự không tương thích.

Sau đó, các nhà nghiên cứu đã xác nhận tác dụng ức chế hoặc thúc đẩy của các yếu tố tương thích phấn hoa, các yếu tố biến đổi tính không tương thích của nhụy hoa HT-B và SSK1, cũng như trạng thái oxy hóa khử của ống phấn lên sự hình thành SRC.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng đã xác định các thành phần tương tác với SRC bằng cách tái tạo SRC và LC-MS trong ống nghiệm để nghiên cứu các chức năng của SRC và phát hiện ra rằng các SRC được hình thành trong các ống tự phấn chủ yếu tập hợp và làm phong phú các protein liên kết với Actin như PhABRACL, chất xúc tác của polyme hóa Actin.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng SRC ảnh hưởng gián tiếp đến tính toàn vẹn của bộ khung tế bào ống tự phấn bằng cách cô lập các protein liên kết với Actin.

Công trình đã được công bố trên tạp chí Integrative Plant Biology.

Khi được kết hợp với nhau, S-RNase bắt đầu hình thành SRC bằng cách tách pha , HT-B và Trxh thúc đẩy sự mở rộng của nó, từ đó cô lập các protein liên kết với Actin và sau đó tạo ra phản ứng tự không tương thích bằng cách can thiệp gián tiếp vào tổ chức bộ xương tế bào ở P. hybrida, phát hiện ra một chế độ cơ học mới của SI trong thực vật hạt kín.

Đỗ Thị Nhạn theo Phys.org