近日，生命科學學院張彥/李廈團隊在《New Phytologist》在線發表了題為“Canonical Rab5 GTPases are essential for pollen tube growth through style in Arabidopsis”的研究論文，報道了Rab5蛋白通過介導液泡運輸途徑，影響質膜上膜動態，從而調控花粉管穿過花柱的生長。

作者通過GUS和Aniline blue標記以及花粉管半體內（Semi-in-vivo）生長實驗，發現rha1;ara7雙突花粉管無法正常穿過花柱；進一步研究發現Rab5介導的液泡運輸途徑被阻斷，導致液泡體積明顯減小，形態異常；液泡是質子儲存的關鍵細胞器，通過pHLuorin標記胞質酸堿度，發現rha1;ara7花粉管具有更低的pH；胞質的pH穩態喪失導致花粉管頂端微絲紊亂且數量較少，外泌囊泡在花粉管亞頂端聚集，無法迅速與頂端質膜融合；FM4-64標記的內吞速率也明顯降低，表明質膜上的膜動態異常。由Rab5基因突變引發以上多種胞內活動的缺陷，從而阻礙了花粉管穿過花柱的生長過程。

圖1. 經典Rab5成員RHA1和ARA7功能缺失導致花粉管不能穿過花柱

上述結果表明，Rab5介導的液泡運輸途徑不僅影響液泡發生及動態，還參與質膜穩態，在花粉管穿透花柱的生長過程中發揮著關鍵作用。

圖2. RHA1和ARA7功能缺失通過影響胞質pH阻斷了質膜運輸過程

植物細胞存在三條主要的液泡運輸途徑，分別由AP-3，Rab5-Rab7以及Rab5介導。山東農業大學張彥/李廈教授團隊前期報道了AP-3功能喪失對于花粉管生長以及植物育性的影響（Feng et al., 2018, Plant Physiol）。本研究揭示了負責另外兩條液泡運輸途徑的Rab5蛋白同樣在花粉管生長中發揮重要功能。

山東農業大學郝廣九博士為本文第一作者，李魯申博士、趙新英博士、碩士畢業生英俊以及浙江農林大學的沈錦波教授和福建農林大學海峽聯合研究院的周翔副教授也參與了該項研究，張彥教授和李廈教授為本文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金的資助。

原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19059

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波