拟南芥的RabGDIs对于受精卵的不对称分裂和胚胎发育至关重要

《New Phytologist》：Arabidopsis RabGDIs are essential for the asymmetric division of zygotes and embryonic development

Arabidopsis RabGDI1和RabGDI2通过调控Rab5定位确保囊泡运输和极性建立，这对胚胎不对称分裂及极性发育至关重要。

　　

摘要

• 在被子植物中，受精卵的不对称分裂决定了植物的主要身体轴。虽然已知囊泡运输对这一过程至关重要，但其关键调控因子尚未完全明了。本研究探讨了拟南芥鸟嘌呤核苷酸解离抑制剂（RabGDIs）在受精卵分裂和早期胚胎发生中的作用。
• 我们利用成簇规律间隔短回文重复序列/CRISPR相关蛋白9（CRISPR/Cas9）技术生成了gdi1和gdi2单突变体和双突变体。通过共聚焦显微镜和遗传互补实验分析了RabGDI功能丧失对胚胎发生、细胞命运决定、液泡动态以及Rab5定位的影响。为了验证其作用，还表达了显性负性的Rab5（ARA7^DN）。
• RabGDI1和RabGDI2呈持续表达状态，并与经典的Rab GTP酶特异性相互作用。gdi1 gdi2双突变体会导致胚胎死亡，表现为受精卵不对称性缺陷、顶端-基底模式紊乱以及生长素转运蛋白的错位。突变体受精卵的液泡生成和极性严重受损，这与Rab5的异常定位有关。在受精卵中表达ARA7^DN可再现gdi1 gdi2的分裂缺陷。
• 我们得出结论：拟南芥的RabGDI1和RabGDI2是早期胚胎发生的关键调控因子。它们通过控制经典Rab GTP酶（尤其是Rab5）的定位，从而确保受精卵的不对称分裂及后续胚胎发育所需的正常液泡动态。