植物細胞生物学：FERONIAはペクチンと一酸化窒素を介して雌雄間相互作用を制御する

有性生殖によって繁殖する生物種は、1個の卵の複数の精子による受精（多精受精）を能動的に防いでいる。顕花植物の雄は、不動精子を雌の胚珠内の配偶体へと輸送するのを、花粉管に依存している。シロイヌナズナ（Arabidopsis）では、花粉管はシステインが豊富な化学誘引物質に誘導されて、雌性配偶体を標的とする。受容体キナーゼのFERONIAは、精子の確実な送達と多精受精の阻害という二重の役割を担っている。これまでに、FERONIAが精子の放出に必要な雌性配偶体の環境を作り出していることが報告されている。今回我々は、シロイヌナズナで、FERONIAがいくつかの機能的に関連した条件を制御して、複数の花粉管の雌性配偶体への侵入を防いでいることを示す。我々はまた、FERONIAは、雌性配偶体への入り口にある繊形装置という細胞壁の一領域において、脱エステル化したペクチンの維持に極めて重要であることを実証する。花粉管が胚珠に到達すると、FERONIA依存的で脱エステル化したペクチンを介した過程によって、繊形装置での一酸化窒素の蓄積が引き起こされる。一酸化窒素は、化学誘引物質LURE1の前駆体と成熟型の両方をニトロソ化し、ニトロソ化された前駆体はその分泌を、ニトロソ化された成熟型は受容体との相互作用をそれぞれ阻害することで、花粉管の誘引を抑制する。これらの結果から、最初の花粉管の到達が胚珠の状況を変化させて花粉管の誘引を止めることで、遅れて到達した花粉管が雌性配偶体に近付いて侵入するのを防ぎ、これによって多精受精を回避する、というFERONIAによる制御機構が明らかになった。

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