早期胚胎发生中基细胞系父母亲本起源基因的动态研究

During fertilization a sperm cell fuses with an egg cell, which produces a zygote with developmental information integrated from both maternal and paternal parents. However, whether both parents equally contribute to the subsequent zygote development and early embryogenesis has been a debatable question for more than 20 years and still remains unclear. Previous works only focus on the transcript.analysis the parental-of-origin genes in apical cell lineage. Here, we try to focus on the transcript analysis in basal cell lineage. Since apical and basal cell lineage are distinct in cell fate, developmental pattern and destination, this project may provide unique chance to elucidate parental contributions to the early embryogenesis and hopefully give a more reasonable answer to the debating question.

被子植物受精过程中单倍体的精细胞与卵细胞融合，产生二倍体的合子，使得父母亲本双方的遗传信息整合为合子基因组。但对合子发育和其后的胚胎发生中是否双方都有相同的贡献却是个争论了二十余年仍悬而未决的问题。以往的研究仅仅关注了合子分裂后顶细胞系中父母亲本起源基因转录本数量的比较分析。本项目试图另辟蹊径，重点分析胚柄发育过程中父母亲本起源基因转录本数量与分布动态，同时，与胚体作比较分析。并进而筛选胚柄细胞特异的父母亲本起源基因，验证其对胚胎发育的影响。鉴于顶、基细胞系的发育命运、模式和结局大相径庭，本项目的结果有望填补以往研究的空白，提供更精确的实验证据，对上述悬而未决的问题给出更合理而全面的答案。

植物受精卵经过不对称分裂形成发育命运截然不同的两个子细胞：体积较小的顶细胞发育形成胚体的主要部分，而体积较大的基细胞主要发育形成一个有短暂生命的胚柄。由于技术的限制，目前对于顶、基细胞系特化的分子机制尚不清楚。在本课题研究过程中，我们通过不断尝试与改进，创建了一个新的胚胎分离方法，可用于分离拟南芥的早期原胚，并在此基础上，利用激光切割的方法成功地将胚胎的顶细胞系和基细胞系分离开来，从而用于基细胞系转录组分析。我们的分析证实了父母亲本对基细胞系转录组也具有同等贡献，并首次以确凿的实验证据证实了父母亲本对胚胎转录组的贡献和对胚胎发育的贡献是两个不同的发育生物学事件，厘清了多年来的一个认识误区。本研究同时还提供了宝贵的顶、基细胞系转录组数据，为深入阐明顶、基细胞系命运特化的分子机制提供了坚实的基础。