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Behavior of filamentous temperature-sensitive Z2 (FtsZ2) in the male gametophyte during sexual reproduction processes of flowering plants
Protoplasma ( IF 2.9 ) Pub Date : 2020-04-03 , DOI: 10.1007/s00709-020-01503-2
Yukino Ohashi 1 , Toshiyuki Mori 2 , Tomoko Igawa 1, 3
Affiliation  

Filamentous temperature-sensitive Z (FtsZ) is a critical division protein in bacteria that functions in forming a Z-ring structure to constrict the cell. Since the establishment of the plastid by endosymbiosis of a cyanobacterium into a eukaryotic cell, division via Z-ring formation has been conserved in the plastids of flowering plants. The FtsZ gene was transferred from the cyanobacterial ancestor of plastids to the eukaryotic nuclear genome during evolution, and flowering plants evolved two FtsZ homologs, FtsZ1 and FtsZ2, which are involved in chloroplast division through distinct molecular functions. Regarding the behaviors of FtsZ in nonphotosynthetic cells, the plastid localization of FtsZ1 proteins in the cytoplasm of microspores and pollen vegetative cells but not in generative cells or sperm cells has been reported. On the other hand, the significant accumulation of FtsZ2 transcripts in generative cells has been reported. However, the synthesis of FtsZ2 in the male gamete has not been investigated. Additionally, FtsZ2 behavior has not been analyzed in pollen, a nonphotosynthetic male tissue. Here, we report FtsZ2 protein behaviors in the male gamete by analyzing the localization patterns of GFP-fused protein at various pollen developmental stages and in gametes during the fertilization process. Our results showed that FtsZ2 localization coincided with that of plastids. FtsZ2 protein in male gametes was almost absent, despite the presence of the transcripts. Moreover, transmission of paternal FtsZ2 transcripts to the zygote and endosperm was not observed.

中文翻译:

开花植物有性繁殖过程中雄配子体丝状温度敏感Z2(FtsZ2)的行为

丝状温度敏感 Z (FtsZ) 是细菌中的关键分裂蛋白,其功能是形成 Z 环结构以收缩细胞。自从通过蓝藻内共生进入真核细胞建立质体以来,通过形成 Z 环的分裂在开花植物的质体中一直是保守的。FtsZ 基因在进化过程中从质体的蓝细菌祖先转移到真核细胞核基因组,开花植物进化出两个 FtsZ 同源物 FtsZ1 和 FtsZ2,它们通过不同的分子功能参与叶绿体分裂。关于 FtsZ 在非光合细胞中的行为,已有报道 FtsZ1 蛋白在小孢子和花粉营养细胞的细胞质中的质体定位,但不在生殖细胞或精子细胞中。另一方面,已经报道了 FtsZ2 转录物在生殖细胞中的显着积累。然而,尚未研究雄配子中 FtsZ2 的合成。此外,尚未在花粉(一种非光合雄性组织)中分析 FtsZ2 行为。在这里,我们通过分析 GFP 融合蛋白在不同花粉发育阶段和受精过程中的配子中的定位模式来报告雄配子中 FtsZ2 蛋白的行为。我们的结果表明 FtsZ2 定位与质体的定位一致。尽管存在转录本,但雄性配子中的 FtsZ2 蛋白几乎不存在。此外,未观察到父本 FtsZ2 转录物向受精卵和胚乳的传递。尚未研究雄配子中 FtsZ2 的合成。此外,尚未在花粉(一种非光合雄性组织)中分析 FtsZ2 行为。在这里,我们通过分析 GFP 融合蛋白在不同花粉发育阶段和受精过程中的配子中的定位模式来报告雄配子中 FtsZ2 蛋白的行为。我们的结果表明 FtsZ2 定位与质体的定位一致。尽管存在转录本,但雄性配子中的 FtsZ2 蛋白几乎不存在。此外,未观察到父本 FtsZ2 转录物向受精卵和胚乳的传递。尚未研究雄配子中 FtsZ2 的合成。此外,尚未在花粉(一种非光合雄性组织)中分析 FtsZ2 行为。在这里,我们通过分析 GFP 融合蛋白在不同花粉发育阶段和受精过程中的配子中的定位模式来报告雄配子中 FtsZ2 蛋白的行为。我们的结果表明 FtsZ2 定位与质体的定位一致。尽管存在转录本,但雄性配子中的 FtsZ2 蛋白几乎不存在。此外,未观察到父本 FtsZ2 转录物向受精卵和胚乳的传递。我们通过分析不同花粉发育阶段和受精过程中配子中 GFP 融合蛋白的定位模式,报告了雄配子中 FtsZ2 蛋白的行为。我们的结果表明 FtsZ2 定位与质体的定位一致。尽管存在转录本,但雄性配子中的 FtsZ2 蛋白几乎不存在。此外,未观察到父本 FtsZ2 转录物向受精卵和胚乳的传递。我们通过分析不同花粉发育阶段和受精过程中配子中 GFP 融合蛋白的定位模式,报告了雄配子中 FtsZ2 蛋白的行为。我们的结果表明 FtsZ2 定位与质体的定位一致。尽管存在转录本,但雄性配子中的 FtsZ2 蛋白几乎不存在。此外,未观察到父本 FtsZ2 转录物向受精卵和胚乳的传递。
更新日期:2020-04-03
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