来自中科院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室（Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology）分子与发育生物学研究中心，以及中科院遗传与发育生物学研究所分子和发育生物学重点实验室（Key Laboratory of Molecular and Developmental Biology），北京基因组研究所的研究人员针对花粉发育过程提出了一种能获得大量体外发育水稻花粉进行蛋白质组学研究的方法，并揭示了其中蛋白的一些特征，这些研究成果为花粉功能特异性提出了新颖的见解。这一研究结果公布在《Molecular & Cellular Proteomics》杂志上。
领导这一研究的是中国科学院植物研究所首席研究员王台教授，任中国植物学会副秘书长、中国植物学会植物生理与分子生物学专业委员会副主任、中科院光合作用与环境分子生理学院重点实验室学术委员会委员。
花粉发育过程是一个包含了许多相互联系步骤，十分复杂的过程，许多植物物种的成熟花粉是代谢上相对静止的，但是在授粉之后花粉就会快速发育，并且形成花粉管（pollen tube），传送精子进入子房。目前由于采集可以用于转录组学（transcriptomics）和蛋白质组学（proteomics）研究的大量模式植物拟南芥和水稻体外发育花粉粒的方法的限制，至今关于花粉发育过程的分子机制所知并不多。
在这篇文章中，研究人员描述了一种可以获得大量体外发育水稻花粉的方法，并且通过2D电泳分析，从2300个蛋白点中得到了186个在成熟和发育花粉中特异表达的蛋白，其中有66个是发育过程特异的。除此之外，通过质谱分析，研究人员发现了160个特异表达的蛋白分属于120个不同的蛋白种类，这些蛋白中参予了壁代谢（wall metabolism）明显的功能偏态（functional skew），蛋白合成与降解，细胞骨架动力学，以及能量代谢的不同分子和代谢过程。
同时研究人员也进行了与水稻孢子体蛋白质组学比较，这些都为进一步揭示花粉发育的功能特异性以及其它分子机制提出了新的分析方法与见解。
附：
王台
1964年出生，河南人，博士研究生导师，首席研究员
电子邮件：twang@ibcas.ac.cn
电 话：010-62836210
研究方向：植物分子生理学，蛋白质组学
研究领域：
小孢子与花粉发育的分子机制：主要兴趣是了解花粉功能特异性的分子基础与调控机制、花粉单倍体基因组的特点以及该基因组如何调控花粉管的极性生长。
减数分裂的分子机制：减数分裂是有性生殖的关键环节，在减数分裂过程中同源染色体的同源重组是形成生物遗传多样性的基础。我们的工作重点是解析植物减数分裂同源染色体联会、重组与分离的机制，为植物育性的调控提供新基因与新知识。
功能蛋白质组学研究：通过功能蛋白质组学研究，揭示由单倍体花粉发育的机制、花粉与雌蕊细胞识别与通讯的分子基础等重要的生物学问题。同时，为认识花粉过敏等与人类健康相关的一些问题奠定基础。我们也在探索利用功能蛋白质组学的技术体系解析淀粉代谢的调控等问题。
学习工作经历
1985年于河南师范大学获学士学位；
1988年在武汉大学获硕士学位；
1993年至1994年在日本东京大学和大坂大学工作学习；
1997年在中国科学院植物研究所获博士学位；
1997年至1998年在日本原子能研究所作访问学者。
学术任职
中国科学院植物研究所首席研究员、中科院研究生院教授、中国植物学会副秘书长、中国植物学会植物生理与分子生物学专业委员会副主任、中科院光合作用与环境分子生理学院重点实验室学术委员会委员。兼任《植物学通报》副主编、《Journal of Integrative Plant Biology》编委。
承担项目
近五年来，主持和承担中国科学院重要方向性项目1项，“973”三级课题2项，“863”课题2项，国家转基因植物与产业化课题1项，国家自然科学基金项目3项。
部分英文原文：
Originally published In Press as doi:10.1074/mcp.M600146-MCP200 on November 27, 2006.
Molecular & Cellular Proteomics 6:207-230, 2007.
Research
Proteomics Identification of Differentially Expressed Proteins Associated with Pollen Germination and Tube Growth Reveals Characteristics of Germinated Oryza sativa Pollen*,S
Shaojun Dai, Taotao Chen,, Kang Chong, Yongbiao Xue¶, Siqi Liu|| and Tai Wang,**
From the Research Center for Molecular and Developmental Biology, Key Laboratory of Photosynthesis and Environmental Molecular Physiology, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China, Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China, ¶ Key Laboratory of Molecular and Developmental Biology, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China, and || Beijing Genomics Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 101300, China
Mature pollen from most plant species is metabolically quiescent; however, after pollination, it germinates quickly and gives rise to a pollen tube to transport sperms into the embryo sac. Because methods for collecting a large amount of in vitro germinated pollen grains for transcriptomics and proteomics studies from model plants of Arabidopsis and rice are not available, molecular information about the germination developmental process is lacking. Here we describe a method for obtaining a large quantity of in vitro germinating rice pollen for proteomics study. Two-dimensional electrophoresis of 2300 protein spots revealed 186 that were differentially expressed in mature and germinated pollen. Most showed a changed level of expression, and only 66 appeared to be specific to developmental stages. Furthermore 160 differentially expressed protein spots were identified on mass spectrometry to match 120 diverse protein species. These proteins involve different cellular and metabolic processes with obvious functional skew toward wall metabolism, protein synthesis and degradation, cytoskeleton dynamics, and carbohydrate/energy metabolism. Wall metabolism-related proteins are prominently featured in the differentially expressed proteins and the pollen proteome as compared with rice sporophytic proteomes. Our study also revealed multiple isoforms and differential expression patterns between isoforms of a protein. These results provide novel insights into pollen function specialization.
