Pollen development, pollen grain germination, and pollen tube elongation are crucial biological processes in angiosperm plants that need precise regulation to deliver sperm cells to ovules for fertilization. Highly polarized secretion at a growing pollen tube tip requires the exocyst tethering complex responsible for specific targeting of secretory vesicles to the plasma membrane. Here, we demonstrate that Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) EXO70A2 (At5g52340) is the main exocyst EXO70 isoform in the male gametophyte, governing the conventional secretory function of the exocyst, analogous to EXO70A1 (At5g03540) in the sporophyte. Our analysis of a CRISPR-generated exo70a2 mutant revealed that EXO70A2 is essential for efficient pollen maturation, pollen grain germination, and pollen tube growth. GFP:EXO70A2 was localized to the nucleus and cytoplasm in developing pollen grains and later to the apical domain in growing pollen tube tips characterized by intensive exocytosis. Moreover, EXO70A2 could substitute for EXO70A1 function in the sporophyte, but not vice versa, indicating partial functional redundancy of these two closely related isoforms and higher specificity of EXO70A2 for pollen development-related processes. Phylogenetic analysis revealed that the ancient duplication of EXO70A, one of which is always highly expressed in pollen, occurred independently in monocots and dicots. In summary, EXO70A2 is a crucial component of the exocyst complex in Arabidopsis pollen that is required for efficient plant sexual reproduction.

花粉发育，花粉粒萌发和花粉管伸长是被子植物中至关重要的生物学过程，需要精确调节才能传递精子以使胚珠受精。在不断增长的花粉管尖端出现高度极化的分泌，需要囊外束缚复合物，该复合物负责将分泌性囊泡特异性靶向质膜。在这里，我们证明拟南芥EXO70A2（At5g52340）是雄配子体中主要的囊外型EXO70亚型，与孢子体中的EXO70A1（At5g03540）类似，控制着囊外的常规分泌功能。我们对CRISPR产生的exo70a2突变体的分析显示，EXO70A2对于有效的花粉成熟，花粉粒萌发和花粉管生长至关重要。GFP：EXO70A2位于发育中的花粉粒中的核和细胞质，后来位于以密集胞吐为特征的正在生长的花粉管尖端的顶端区域。而且，EXO70A2可以替代孢子体中的EXO70A1功能，反之则不然，这表明这两个紧密相关的同工型具有部分功能冗余，并且EXO70A2对花粉发育相关的过程具有更高的特异性。系统发育分析表明，EXO70A的古老重复体（其中之一一直在花粉中高表达）独立于单子叶植物和双子叶植物发生。总之，EXO70A2是拟南芥花粉中囊外复合物的重要组成部分，是有效植物有性繁殖所必需的。EXO70A2可以替代孢子体中的EXO70A1功能，但反之则不然，这表明这两个紧密相关的同工型具有部分功能冗余，并且EXO70A2对花粉发育相关的过程具有更高的特异性。系统发育分析表明，EXO70A的古老重复体（其中之一一直在花粉中高表达）独立于单子叶植物和双子叶植物发生。总之，EXO70A2是拟南芥花粉中囊外复合物的重要组成部分，是有效植物有性繁殖所必需的。EXO70A2可以替代孢子体中的EXO70A1功能，但反之则不然，这表明这两个紧密相关的同工型具有部分功能冗余，并且EXO70A2对花粉发育相关的过程具有更高的特异性。系统发育分析表明，EXO70A的古老重复体（其中之一一直在花粉中高表达）独立于单子叶植物和双子叶植物发生。总之，EXO70A2是拟南芥花粉中囊外复合物的重要组成部分，是有效植物有性繁殖所必需的。系统发育分析表明，EXO70A的古老重复体（其中之一一直在花粉中高表达）独立于单子叶植物和双子叶植物发生。总之，EXO70A2是拟南芥花粉中囊外复合物的重要组成部分，是有效植物有性繁殖所必需的。系统发育分析表明，EXO70A的古老重复体（其中之一一直在花粉中高表达）独立于单子叶植物和双子叶植物发生。总之，EXO70A2是拟南芥花粉中囊外复合物的重要组成部分，是有效植物有性繁殖所必需的。