花藥發(fā)育和花粉形成是植物完成世代交替的重要環(huán)節(jié)，認識植物花藥發(fā)育和花粉形成的分子機理，對于提高人們對植物基本生命現(xiàn)象的認識以及作物雜交育種提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有重要意義。
2010年伊始，上海交通大學教授張大兵團隊連續(xù)在學術(shù)期刊《植物細胞》（The Plant Cell）上發(fā)表了三篇研究論文，系統(tǒng)闡述了花藥發(fā)育和花粉形成的關鍵基因及其網(wǎng)絡調(diào)控機制，產(chǎn)生了較大的影響力。
通過遺傳學、生物化學、細胞生物學等手段，張大兵團隊揭示了控制水稻花藥外表面結(jié)構(gòu)（角質(zhì)）和花粉外壁形成的關鍵基因CYP704B2；并提出植物花藥表面角質(zhì)層和花粉外壁的孢粉素成分的合成可能存在共同的生化途徑。科研人員分離鑒定到一個控制水稻葉片中糖到花器官（包括花藥）分配的關鍵轉(zhuǎn)錄因子CSA（Carbon Starved Anther），該轉(zhuǎn)錄因子可以直接控制花藥中單糖轉(zhuǎn)移酶的表達，從而實現(xiàn)對糖分子從源到庫分配的調(diào)節(jié)。
這項工作為進一步闡明糖分子在植物體內(nèi)分配機制提供了重要依據(jù)，The Plant Cell編輯和審稿人對此項工作給予高度評價。早在2006年，張大兵團隊就分離鑒定到一個控制水稻花藥絨黏層細胞程序性死亡關鍵調(diào)節(jié)因子。zui近，他們又和英國諾丁漢大學Wilson博士實驗室合作，通過基因芯片、染色質(zhì)免疫沉淀、遺傳分析等方法，證明了AMS可以調(diào)節(jié)多個基因的表達，特別是尋找到了13個受AMS直接調(diào)控的基因。這些基因主要參與脂類的運輸、脂肪酸的合成和代謝、甲基化的修飾以及果膠類的合成等重要的生物學過程。此外，還通過酵母雙雜交等實驗尋找到AMS在蛋白水平上與2個互作蛋白。
有關專家認為，該研究成果從基因組水平上揭示了AMS在花藥和小孢子的發(fā)育過程的作用機制，為全面認識花粉發(fā)育的生物學過程奠定了基礎。
