拟南芥AtFIM5在花粉管顶端生长过程中的功能研究

花粉管是一个快速的极性生长系统，主要是通过其极性胞内运输系统来维持的，微丝骨架参与了花粉管生长过程中极性位点的建立、分泌小泡的运输和胞质流动过程，一个完整和高度动态的微丝细胞骨架对于花粉管的顶端极性生长是必需的。而已有的研究表明微丝骨架各种功能的实现有赖于其特定的空间排布和动态组装特性，这些性质是通过与微丝结合蛋白的相互作用实现的。其中fimbrin是一类能够使微丝形成高级束状结构的蛋白，在植物中，仅对AtFIM1的生化特性做了一定的解析，而fimbrin家族在植物中的生物学功能以及作用机理目前还不清楚。AtFIM5是拟南芥fimbrin家族的一员，比较特异的在花粉中表达。本项目拟通过各种实验手段分析AtFIM5在拟南芥花粉管极性生长中的功能及其可能的作用机制。研究结果将丰富我们对fimbrin家族生物学功能和作用机制的的认识，也为以后深入研究花粉管极性生长过程中微丝骨架的作用奠定基础。

我们研究发现AtFIM5的缺失抑制花粉粒的萌发及花粉管的生长，同时花粉管形态也出现各种异常；进一步的分析发现突变体花粉粒和花粉管中微丝结构也发生了紊乱，槽部微丝不再与花粉管伸长轴平行，且微丝束进入花粉管顶端，说明AtFIM5对花粉粒和花粉管中微丝束的正确排布是必要的。生化分析发现AtFIM5是一个不受钙离子调控的微丝成束因子，并且能够稳定微丝。综合这些数据，表明AtFIM5作为重要的微丝成束及稳定因子参与调控花粉萌发和花粉管的生长。