母體效應導致Ospho1;2水稻突變體穀粒充填的缺陷

在種子中，母體和子代組織間的細胞是沒有原生質體相連的，因此，營養元素需藉由母體和子代組織交界處細胞膜上的轉運蛋白來輸送，以維持種子中胚乳和胚胎的發育。磷是一必需元素，主要以無機磷酸鹽的形式運送以穿越細胞膜。最近的研究報導水稻OsPHO1;2磷酸鹽轉運蛋白，在種子發育過程中主要表達於珠心表皮（與子代細胞接觸的最內層母體穎果細胞層），將磷酸鹽從母體卸載至子代細胞。功能缺失的Ospho1;2突變株產生的水稻種子小且皺縮，澱粉含量降低，導致胚乳出現白堊化，顯示OsPHO1;2 是決定穀粒品質和產量的關鍵因子。因此，可以合理地假設Ospho1;2突變體中的穀粒充填的缺陷是由於母體組織中磷酸鹽卸載受損、導致胚乳中磷酸鹽含量降低所致。然而，先前的報導提出，Ospho1;2突變體的胚乳細胞，因為胚乳細胞的磷酸鹽輸出減少，導致胚乳細胞中磷酸鹽含量升高而阻礙澱粉合成。在本研究中，我們仔細檢查OsPHO1;2的表達以及穀粒中各個部位的總磷和磷酸鹽的分佈。我們也透過Ospho1;2突變體和野生型稻米之間的相互雜交，分析OsPHO1;2在穀粒發育中的角色。我們的結果提供了明確的證據，證明母體影響Ospho1;2突變體的穀粒表型，Ospho1;2突變體的穀粒缺陷乃因母體組織磷酸鹽卸載缺失所致。透過這項研究，我們澄清了這一點，並提出了一個修改的模型。

葉國楨 邱子珍 辜瑞雪

辜瑞雪*、呂玟蒨、洪若綺、張馨方、李敏政、葉國楨、邱子珍* (2024) 母體效應導致Ospho1;2水稻突變體穀粒充填的缺陷 New Phytologist, 244(2): 351-357