男性と女性の配偶子の結合である受精は、顕花植物としても知られる被子植物の生殖サイクルにおける重要なステップです。ただし、熱、寒さ、干ばつなどの環境ストレスによって、受精のプロセスが破壊される可能性があります。この混乱は受精の失敗につながり、種子の生産量の減少と作物の収量損失をもたらします。
以前の研究では、主に、花粉飼育の相互作用と受精回復における男性の配偶子、花粉の役割に焦点を当ててきました。しかし、女性のカウンターパートである卵細胞は、この文脈では比較的未開拓のままです。
カリフォルニア大学バークレー校、およびマックスプランク植物育種研究所の科学者が率いる研究チームは、受精回復における女性の配偶子の役割を調査することに着手しました。モデル植物のシロイヌナズナのタリアナを使用して、環境ストレスによって引き起こされる受精の混乱に卵細胞がどのように反応するかを研究するために、一連の実験を実施しました。
結果は、卵細胞が受精回復を制御する上で積極的な役割を果たすことを明らかにしました。熱ストレスによって受精が破壊された場合、卵細胞はシグナル伝達カスケードを引き起こす特定のタンパク質を生成しました。このカスケードは、周囲の組織の遺伝子発現の変化をもたらし、Synergidsと呼ばれる特殊な構造の発達を促進しました。 Synergidsは、花粉管のガイダンスと受精において重要な役割を果たします。
さらに、研究者たちは、卵細胞制御のシグナル伝達経路が反応性酸素種（ROS）の産生にも影響を与えることを発見しました。 ROSは、さまざまな細胞プロセスを調節する重要なシグナル伝達分子です。この場合、ROS生産は損傷した花粉管の除去を促進し、受精の試みを成功させるための道を片付けました。
この研究は、顕花植物の受精の成功と生殖フィットネスを確保する上で女性配偶子の重要な役割を強調しています。受精回復の女性配偶子制御の根底にあるメカニズムを理解することにより、科学者は作物の回復力と生産性を改善するための貴重な洞察を得ることができます。この知識は、環境ストレスから作物を保護し、変化する気候で安定した食料生産を確保するための新しい戦略の開発につながる可能性があります。
