植物と胞子の壁の進化発達

背景と目的：植物が陸生生息地をうまく定着させるためには、多くの重要な革新が必要でした。これらの1つは、土地で遭遇する過酷な乾燥とUV-Bリッチ環境に耐えることができる耐久性のある胞子/花粉壁の獲得でした。「下」の胞子を含む植物の胞子と「より高い」種子植物の花粉は相同です。近年、研究者は、被子植物（モデル生物シロイヌナズナを含む）の花粉壁の発達の分子遺伝学を調査し始めています。しかし、より基礎植物における胞子壁の発達の分子遺伝学の研究は、これまで非常に限られています。このレビューは、より基礎植物の胞子壁の発達に関与する可能性のある候補遺伝子を特定するための予備的な試みにおいて、被子植物の花粉壁の発達に関連する分子遺伝学を含む、胞子/花粉壁の発達に関する文献をまとめたものです。 花粉壁の発達に関与する遺伝子の苔の存在：生体内性研究では、血管科医の花粉壁の発達に関係する遺伝子も苔やリコプシドに存在するため、基底植物の胞子壁の発達に関与する可能性があることが示唆されています。これは、胞子と花粉の間に大きな形態学的および機能的な違いにもかかわらず、胞子/花粉の発達の分子遺伝学が高度に保存されていることを示唆しています。 将来の作業：「下部」の陸上植物胞子形成の適切な段階でのハイスループットシーケンス戦略および/またはマイクロアレイ実験を使用することで、胞子壁の発達に関与する可能性が高い候補遺伝子の識別が可能になります。花粉壁の発達に関与することが知られているこれらの遺伝子。さらに、Mossモデル種Physcomitrella PatensやAngioSperm Model Species Specises Specisの遺伝子ノックアウトと遺伝子交換実験を行うことにより、これらの候補遺伝子の役割をテストすることが可能になります。

BACKGROUND AND AIMS: Many key innovations were required to enable plants to colonize terrestrial habitats successfully. One of these was the acquisition of a durable spore/pollen wall capable of withstanding the harsh desiccating and UV-B-rich environment encountered on land. The spores of 'lower' spore-bearing plants and the pollen of 'higher' seed plants are homologous. In recent years, researchers have begun to investigate the molecular genetics of pollen wall development in angiosperms (including the model organism Arabidopsis thaliana). However, research into the molecular genetics of spore wall development in more basal plants has thus far been extremely limited. This review summarizes the literature on spore/pollen wall development, including the molecular genetics associated with pollen wall development in angiosperms, in a preliminary attempt to identify possible candidate genes involved in spore wall development in more basal plants. PRESENCE IN MOSS OF GENES INVOLVED IN POLLEN WALL DEVELOPMENT: Bioinformatic studies have suggested that genes implicated in pollen wall development in angiosperms are also present in moss and lycopsids, and may therefore be involved in spore wall development in basal plants. This suggests that the molecular genetics of spore/pollen development are highly conserved, despite the large morphological and functional differences between spores and pollen. FUTURE WORK: The use of high-throughput sequencing strategies and/or microarray experiments at an appropriate stage of 'lower' land plant sporogenesis will allow the identification of candidate genes likely to be involved in the development of the spore wall by way of comparison with those genes known to be involved in pollen wall development. Additionally, by conducting gene knock-out and gene swap experiments between 'lower' land plant species, such as the moss model species Physcomitrella patens, and the angiosperm model species arabidopsis it will be possible to test the role of these candidate genes.