玉米花粉的高表达基因与邻近转座子协同调控花粉发育和受精（2020.4.5 莱肯生物）

植物受精是一個复杂精细的过程。花粉细胞通过花粉管生长并依赖复杂信号的精确导航将2个精子输送到胚囊，在多条花粉管激烈竞争的环境下，只有最早到达胚珠孔的花粉管才能进入雌配子体完成受精。可见花粉的基因表达对精子的传递和受精至关重要。

花粉发育过程中存在着转座子的动态表达，不同转座子会产生不同小RNA，调控不同的基因表达。在转座子丰富的玉米中，转座子在花粉发育过程中的表达动态有待研究。美国俄勒冈州立大学John E.Fowler团队利用RNA-seq技术测量了玉米雄穗原基、小孢子、成熟花粉和精子细胞四个雄性生殖阶段的基因转录谱。

研究人员发现，与拟南芥花粉中转座表达不同，玉米早在小孢子期就存在转座子转录现象，成熟花粉和精子细胞均存在高表达基因和邻近转座子间的协调表达。研究者测量了50多个在花粉营养细胞、精子细胞和幼苗（对照）中高表达的基因突变，结果表明，植物细胞中高表达基因与花粉功能之间存在相关性。研究人员还发现，20%以上的花粉营养细胞基因突变都与转座有关，因为突变时转录表型呈现非孟德尔分离。玉米gex2基因是目前检测到的唯一对花粉健康发育有贡献的精子细胞基因。研究人员在富含ZM gex2的精子细胞中发现突变等位基因，并以此作为父本杂交时，这些突变基因会导致种子发育不正常，这意味着gex2在受精过程中起作用。

这项研究证明，花粉转座子和花粉基因的表达协同调控花粉发育和受精。