本实验室长期从事被子植物有性生殖的研究,此前建立了拟南芥配子细胞的分离技术和转录组测序数据库并进行了大量相关研究。在此基础上,本课题从转录组数据库中选取了膜联蛋白基因作为研究对象,试图探索其在配子和胚胎发生过程中的作用。拟南芥膜联蛋白基因家族有八个成员,具有典型的膜联蛋白结构特征,由四个同源重复结构域组成,包含多个保守性钙离子和磷脂结合位点,参与调控囊泡运输和生殖发育等重要过程。已有报道表明该家族成员可通过调节花粉的细胞骨架以及花粉管的细胞质流来影响它们的发育命运。本课题对膜联蛋白参与囊泡运输过程感兴趣。卵细胞特异表达的分泌性蛋白,对双受精及胚胎发生同样极为重要,但是它们的分泌机制却不甚清楚。我们对拟南芥膜联蛋白基因家族进行研究,试图探索这一问题的答案。首先,我们进行了生物信息学研究,分析了拟南芥膜联蛋白基因家族的亲缘关系及结构特征。随后,根据生物信息学分析结果对膜联蛋白的表达模式进行了研究,观察了膜联蛋白在配子和早期胚胎中的表达情况。同时,对膜联蛋白家族的突变体进行了鉴定,并在此基础上,通过杂交和基因编辑,构建了一批多突材料,观察了多突株系中配子和胚胎的发育状况。在突变体中,没有观察到生殖发育的异常表型,这可能与突变体的插入位点或基因本身功能冗余有关。最后,对膜联蛋白与卵细胞特异表达的分泌性蛋白进行了互作验证,发现膜联蛋白与两个卵细胞特异表达的分泌性蛋白相互作用。因此,膜联蛋白可能在受精和胚胎发生过程中具有重要功能。