Nature子刊：钙离子对生育的重要性

　　——无论是动物，还是植物，钙离子都是受精的关键所在

生物通报道：说到受精生育，对于动物中像是鸟，蜜蜂之类的我们都习以为常，但是对于植物来说，这种说法在日常生活中却不常见。开花植物的受精（fertilization）过程异常复杂，需要雌株和雄株生殖细胞的密切交流。最近一项由斯坦福大学等处参与的国际研究项目深入探讨了引导开花植物受精的化学信号过程。

这一研究成果公布在Nature Communications杂志上。

开花植物有双受精现象，就是当两个精子与花粉管内含物一起进入胚囊后，其中一个精核与卵细胞受精结合，将来发育成胚；另一个精核与两个极核受精结合为胚乳核将来发育成为胚乳。这种双重受精的现象称为双受精。

种子的主要组成部分是由种皮，胚和胚乳。合子和胚乳核产生以后，种子的形成过程就开始了。一是合子发育为胚，二是胚乳细胞发育成胚乳，胚和胚乳是受精后形成的。卵子与精子受精结合使合子有了2n染色体，合子就是子代的开始，因为胚细胞就是合子通过一系列有丝分裂形成的。种子播种以后所形成的幼苗，是胚细胞通过一系列有丝分裂分生的，由此可知，子代个体的全部体细胞，不过是合子无数次有丝分裂的复制品。因此，合子和由合子发育的种子，虽然都长在母本植株上，却同由种子长成的植株一样，是子代的个体。

但是在这一过程仍然存在一些不清楚的机制，在动物体中，钙离子是受精过程中细胞之间相互通信的关键所在。来自多个研究机构的研究人员，如德国雷根斯堡大学Thomas Dresselhaus 和Guido Grossmann就希望能进一步了解开花植物双受精过程中，钙离子的通信作用。

我们都知道钙离子参与了受精的早期阶段，如花粉管生长控制和引导，这能将精子带到胚珠中。但是我们还需要更多的了解这种离子在之后的阶段中是否也发挥了重要作用。

研究人员利用一种先进的荧光钙传感设备，监控整个双受精过程中活细胞的钙离子信号，他们采用了拟南芥作为研究对象，这是一种常见的植物研究模型。

结果研究人员发现钙离子参与了整个双受精过程的化学信号传导，比如精子释放和与卵细胞融合。这种实时观察方式由于双受精的位置位于植物内部，因此之前从未实现过。

Grossmann说，“多亏了这一先进技术，我们才能在细胞水平上观察植物受精，并且听到雌性生殖细胞和雄性生殖细胞之间的窃窃私语，”下一步研究人员将解码这种对话过程，深入了解它们说了什么。

（生物通：张迪）