中国科学院植物研究所齐小全研究员系统地证明，花粉外衣的生物合成和运输是一个复杂的过程，涉及细胞器和细胞类型之间的区室化生物合成、协调运输和精确调控。

该评论在线发表在《自然植物》杂志上。

此前，研究人员发现绒毡层特异性三萜代谢途径调节禾本科植物花粉层的形成，而三萜生物合成的关键酶 OsOSC12 的功能缺失突变会导致湿度敏感的基因雄性不育 (HGMS) ).

花粉外衣形成机制的研究，不仅可以阐明重要生殖器官形成的基本科学问题，而且可以阐明HGMS的遗传和分子机制，为雄性不育系的利用提供有价值的理论依据。作物杂种优势。

在这篇综述中，研究人员对不同授粉类型植物的花粉皮的形态、组成和功能进行了详细比较，他们发现花粉皮的形态和组成与不同植物的授粉方式有关。明确的谱系特异性。花粉外衣蛋白和小分子，包括长链和超长链脂肪酸及其衍生物，是重要的花粉外衣成分。

他们总结了参与花粉外衣前体生物合成的基因和编码蛋白，证实它们主要参与花药发育中后期的脂类、酚类、三萜类和甾醇类物质的代谢。其中，三萜和甾醇代谢在不同物种之间差异很大，表明可能存在谱系特异性。

他们在细胞水平上比较了单子叶植物和双子叶植物之间绒毡层退化和花粉壁形成的过程，特别关注了花药发育后期两种富油细胞器的形态变化。

他们还讨论了几个紧迫的科学问题。例如，花粉层的具体成分是什么?花粉层前体是如何合成和运输的?在另一个发育过程中，花粉外膜前体的生物合成和运输是如何协调调节的?这些问题将通过改进的方法来解决，例如广泛的植物基因组挖掘、单细胞和空间多组学，以及追踪花粉外壳蛋白和代谢物。

最后，讨论了HGMS花粉外膜缺陷突变体在作物杂种优势利用中的应用。HGMS 品系可用作雄性不育母本，在干旱地区(如中国新疆)生产杂交种子，并在潮湿多雨地区(中国南方)自花授粉。这将扩大双系杂交种子生产的地理范围，并广泛利用植物杂种优势进行作物生产。

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标签：植物花粉生物