大家好垃沦，本次閱讀的文獻是近期發(fā)表在《current biology》上的《FERONIA receptor kinase-regulated reactive oxygen species mediate self-incompatibility in Brassica rapa》的一文良狈，通訊作者是山東農(nóng)業(yè)大學園藝學院的段巧紅教授，近期來該課題組在FER受體激酶在生殖過程中的功能研究取得的一系列卓有成效的結(jié)果。
大多數(shù)蕓苔科植物演化出自交不親和(self-incompatibility, SI)的機制般堆，以避免近交來產(chǎn)生雜交優(yōu)勢癞松，例如我們熟知的 小肽SP11-受體SRK信號通路來調(diào)控自交不親和峦嗤，但是柱頭是如何拒絕自身的花粉目前還未知。本文以大白菜為模型探究了柱頭中的ROS對于SI的影響腊徙。
為了確定ROS是否參與大白菜的SI简十，在SI和CP（相容性花粉）授粉后不同時間點對大白菜柱頭進行,7’-dichlorodihydrofluorescein diacetate (H2DCFDA)染色，可以發(fā)現(xiàn)SI時撬腾，柱頭的ROS會上升螟蝙，但是CP時，柱頭會明顯下降民傻。通過與細胞壁的marker PI染色胰默，發(fā)現(xiàn)在ROS主要定位在貼近質(zhì)膜的胞質(zhì)中。此外漓踢，利用其他兩種ROS的探針：hydroxyphenyl fluorescein 和 dihydroethidium 也得到了類似的結(jié)果牵署。
為了探討自花授粉后柱頭ROS增加的分子機制，他們抑制了SRK的表達來降低SP11-SRK信號通路來檢測ROS喧半，由于大白菜遺傳轉(zhuǎn)化非常困難奴迅，于是他們利用 antisense oligodeoxyribonucleotide(AS-ODN)技術(shù)來進行敲低，AS-BrSRK46(V)的施加成功降低SI反應(yīng)挺据。有趣的是SRK的敲低不僅降低了未授粉的柱頭的ROS取具，而且抑制了自交時ROS的增加。
那么高水平的ROS是否是拒絕自身花粉的原因呢扁耐？這里作者采用了ROS 各種ROS的清除劑CuCl2, Tiron, KI, or sodium benzoate, 這些抑制劑均有效的抑制了柱頭的ROS,并且以劑量依賴性的方式增加花粉管的穿出暇检。（重點：活性氧清除劑在指定濃度下并沒有抑制親和花粉的生長，表明柱頭和花粉活力沒有受到影響）婉称。因此這些結(jié)果明確地表明块仆，柱頭ROS的增加是排斥自身花粉的必要因素心墅。為了進一步證實該觀點，作者進行一個‘‘stigma transfer experiment’’實驗榨乎，在施加自身花粉0-60min的柱頭轉(zhuǎn)入ROS的抑制劑中怎燥。花粉管的萌發(fā)數(shù)隨著轉(zhuǎn)移的時間而減少蜜暑。有趣的是铐姚，他們還利用了黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶(X/XO)或是FeSO4 (Fe2+介導(dǎo)的Fenton反應(yīng))來在柱頭產(chǎn)生ROS，對于相容性花粉也不能正常萌發(fā)肛捍。因此隐绵，ROS的增加對花粉具有非選擇性的抑制作用。但是如果采用正常情況下混有兩種不同類型的花粉分別授粉柱頭一半時拙毫，發(fā)現(xiàn)相容性花粉仍能萌發(fā)依许，但是自交的不能萌發(fā)。因此推測當柱頭遇到自交花粉粒和親和花粉粒的混合時缀蹄，誘導(dǎo)的ROS增加或減少會使附近的親和花粉萌發(fā)峭跳，而自交花粉粒不萌發(fā)(如果能完全混合，其中一方有marker標記結(jié)果應(yīng)該會非常有意思)缺前。
植物中ROS主要由NADPH產(chǎn)生蛀醉，那么這個過程是否有NADPH調(diào)控呢？通過施加NADPH的抑制劑diphenyleneiodonium chloride (DPI)衅码，發(fā)現(xiàn)合適的濃度可以使得自交花粉管生長拯刁，因此ROS的產(chǎn)生應(yīng)該主要是由NADPH所調(diào)控的。大白菜中一共有13個NADPH編碼基因逝段，其中BrRbohD1, BrRbohD2, BrRbohF, 和 BrRbohI主要在柱頭表達垛玻。BrRbohF的敲低能夠降低SI，此外BrRbohD1, BrRbohD2, 和 BrRbohl敲低也能降低柱頭ROS的表達并且略降低SI奶躯，暗示著這些Rboh可能發(fā)揮著冗余地功能帚桩。為了進一步證明ROS調(diào)控SI在十字花科植物的保守性，他們還在蘿卜和甘藍的柱頭上進行NADPH抑制劑的處理巫糙，發(fā)現(xiàn)也能降低ROS朗儒。
此外在用ROS降低的材料中，發(fā)現(xiàn)花粉管的生長長度明顯增加参淹，暗示著ROS的降低可能對于相容性花粉的萌發(fā)具有促進作用醉锄。在自交相容性的擬南芥的rbohd中，在授粉前后柱頭均具有更低的ROS累積水平且花粉管萌發(fā)加快浙值。因此RBOH酶作為關(guān)鍵酶恳不，在CP時促進花粉萌發(fā)，但是SI時抑制开呐。
那么什么調(diào)控了RBOH的酶活呢烟勋？在先前的研究中發(fā)現(xiàn)RBOH受到ROP的激活规求，通過抑制劑和敲低證明了ROP2調(diào)控并且通過互作驗證了ROP8與RBOHF存在直接互作。
由于FER在柱頭上也有表達卵惦，F(xiàn)ER是否也參與這個過程呢阻肿？在擬南芥中，突變體柱頭ROS下降且短時間內(nèi)花粉生長速度加快（李超 science表型）沮尿，在大白菜中丛塌，敲低FER顯著降低NADPH的表達以及ROS在柱頭的累積，同樣降低了ROS并降低了SI畜疾。因此赴邻，F(xiàn)ER-Rac/Rop GTPase-Rboh信號通路對于SI以及維持未授粉柱頭ROS的基本水平是必要的。
一個問題：SI和CP中FER是如何識別的啡捶，單獨信號還是受到SP11-SRK的調(diào)控姥敛？
