シロイヌナズナSAR1bは、花粉管の成長に重要です

花粉チューブの成長は、顕花植物の生殖の成功につながる重要なステップであり、そこでは小胞の人身売買が重要な役割を果たします。小胞体からゴルジ体装置への小胞輸送は、コートタンパク質複合体II（COPII）によって媒介されます。COPIIの重要なコンポーネントは、小さなGTPase SAR1です。5つのSAR1アイソフォームはシロイヌナズナのゲノムでエンコードされており、特に繁殖において、さまざまな細胞および発達プロセスで冗長な役割を示していますが、それらは異なります。シロイヌナズナSAR1Bは花粉の発達の胞子形成制御に不可欠ですが、SAR1BとSAR1Cは花粉の発達の配偶子制御に不可欠です。SAR1BとSAR1Cの機能的損失は花粉中絶をもたらしたため、花粉管の成長に影響を与えるかどうかは不明でした。ここでは、SAR1Bが花粉の発達におけるその役割に加えて、花粉管の成長を媒介することを示しています。SAR1Bの機能的損失は花粉の発芽には影響しませんが、男性の伝播と花粉管のスタイルの浸透の大幅な減少を引き起こします。さらに、花粉管の頂点での膜動態がSAR1B機能の喪失によって損なわれていることを示しています。提示された結果は、SAR1アイソフォームの機能的複雑さのさらなるサポートを提供します。

Pollen tube growth is an essential step leading to reproductive success in flowering plants, in which vesicular trafficking plays a key role. Vesicular trafficking from endoplasmic reticulum to the Golgi apparatus is mediated by the coat protein complex II (COPII). A key component of COPII is small GTPase Sar1. Five Sar1 isoforms are encoded in the Arabidopsis genome and they show distinct while redundant roles in various cellular and developmental processes, especially in reproduction. Arabidopsis Sar1b is essential for sporophytic control of pollen development while Sar1b and Sar1c are critical for gametophytic control of pollen development. Because functional loss of Sar1b and Sar1c resulted in pollen abortion, whether they influence pollen tube growth was unclear. Here we demonstrate that Sar1b mediates pollen tube growth, in addition to its role in pollen development. Although functional loss of Sar1b does not affect pollen germination, it causes a significant reduction in male transmission and of pollen tube penetration of style. We further show that membrane dynamics at the apex of pollen tubes are compromised by Sar1b loss-of-function. Results presented provide further support of functional complexity of the Sar1 isoforms.