Behavior of filamentous temperature-sensitive Z2 (FtsZ2) in the male gametophyte during sexual reproduction processes of flowering plants
Behavior of filamentous temperature-sensitive Z2 (FtsZ2) in the male gametophyte during sexual reproduction processes of flowering plants
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开花植物有性生殖过程中雄配子体中丝状温度敏感Z2（FtsZ2）的行为
DOI：
10.1007/s00709-020-01503-2
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Igawa Tomoko
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ohashi Yukino;Mori Toshiyuki;Igawa Tomoko
丝状菌温度敏感Z（FtsZ）是细菌中一种重要的分裂蛋白，其功能是形成Z环结构以使细胞收缩。自蓝藻通过内共生形成真核细胞而建立质体以来，通过Z环形成的分裂在开花植物的质体中一直是保守的。FtsZ基因在进化过程中从质体的蓝藻祖先转移到真核细胞的核基因组中，开花植物进化出两个FtsZ同源物，FtsZ 1和FtsZ 2，它们通过不同的分子功能参与叶绿体分裂。关于FtsZ在非光合作用细胞中的行为，已报道了FtsZ 1蛋白质在小孢子和花粉营养细胞的细胞质中的质体定位，而不是在生殖细胞或精细胞中。另一方面，已经报道了FtsZ2转录物在生殖细胞中的显著积累。然而，FtsZ 2在雄配子中的合成尚未被研究。此外，FtsZ2的行为还没有分析花粉，非光合作用的男性组织。在这里，我们报告FtsZ2蛋白在雄配子中的行为，通过分析GFP融合蛋白在不同花粉发育阶段和受精过程中的配子中的定位模式。我们的结果表明，FtsZ 2定位与质体。FtsZ2蛋白在男性配子几乎不存在，尽管存在的成绩单。此外，没有观察到父本FtsZ 2转录本向合子和胚乳的传递。
Filamentous temperature-sensitive Z (FtsZ) is a critical division protein in bacteria that functions in forming a Z-ring structure to constrict the cell. Since the establishment of the plastid by endosymbiosis of a cyanobacterium into a eukaryotic cell, division via Z-ring formation has been conserved in the plastids of flowering plants. The FtsZ gene was transferred from the cyanobacterial ancestor of plastids to the eukaryotic nuclear genome during evolution, and flowering plants evolved two FtsZ homologs, FtsZ1 and FtsZ2, which are involved in chloroplast division through distinct molecular functions. Regarding the behaviors of FtsZ in nonphotosynthetic cells, the plastid localization of FtsZ1 proteins in the cytoplasm of microspores and pollen vegetative cells but not in generative cells or sperm cells has been reported. On the other hand, the significant accumulation of FtsZ2 transcripts in generative cells has been reported. However, the synthesis of FtsZ2 in the male gamete has not been investigated. Additionally, FtsZ2 behavior has not been analyzed in pollen, a nonphotosynthetic male tissue. Here, we report FtsZ2 protein behaviors in the male gamete by analyzing the localization patterns of GFP-fused protein at various pollen developmental stages and in gametes during the fertilization process. Our results showed that FtsZ2 localization coincided with that of plastids. FtsZ2 protein in male gametes was almost absent, despite the presence of the transcripts. Moreover, transmission of paternalFtsZ2transcripts to the zygote and endosperm was not observed.
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