LLG2/3作为复合体的共受体参与调控花粉管破裂

在被子植物的有性生殖过程中，花粉管是精细胞的运输载体，它经历与雌方多种组织和细胞的相互作用，最终将精细胞送至雌配子体进行双受精。因此，花粉管的细胞完整性对精细胞的顺利传送至关重要，即花粉管既要在极性生长过程中保持一定的细胞完整性，防止精细胞提前释放，又要在胚珠中及时破裂，为双受精进一步进行准备。

北京大学生科院瞿礼嘉课题组2017年的工作发现，花粉管细胞完整性的维持及破裂过程主要受RALF4/19/34-BUPS/ANX信号复合体调控。他们发现花粉管特异表达的BUPS1/2受体通过与同属CrRLK1L (Catharanthus roseus receptor-like kinase) 受体家族的ANX1/2受体形成受体复合体，通过识别花粉管自分泌的快速碱化因子 (Rapid ALkalinization Factor, RALF) 家族成员RALF4/19小肽维持花粉管的细胞完整性，而通过识别胚珠分泌的RALF34小肽控制使得花粉管破裂并释放精细胞  。

之前的研究发现GPI-AP蛋白LRE和LLG1可以作为分子伴侣参与FER受体所介导的信号途径，而FER受体与BUPS1/2和ANX1/2一样同属CrRLK1L受体家族。

为了鉴定参与花粉管细胞完整性调控的其他因子，瞿礼嘉课题组在系统地分析了拟南芥中的GPI-AP基因之后，发现了两个与LRE/LLG1相似、其相互之间序列又非常相似的GPI-AP基因LLG2和LLG3，这两个基因在花粉中大量表达。随后他们采用CRISPR/Cas9基因敲除技术将这两个基因敲除，获得了llg2 llg3双突变体。llg2 llg3双突变体存在严重败育的表型，雄配子体传递率几乎为零。

重要的是，体外萌发的llg2 llg3突变体花粉管提前发生破裂。这一系列表型与anx1 anx2、bups1 bups2和ralf4 ralf19等相关突变体的表型非常相似，暗示着LLG2/3可能参与了RALF4/19-BUPS/ANX信号复合体所介导的信号通路。

之后，研究人员通过一系列生物化学实验，他们发现LLG2/3不仅可以直接结合RALF4/19小肽，还可以与BUPS1/2和ANX1/2受体的胞外域直接相互作用。更为有趣的是，当在体外pull-down实验体系中加入RALF4/19小肽时，可以显著加强LLG2/3与BUPS1/2、ANX1/2受体胞外域之间的相互作用。同时，他们还通过蛋白截短实验找到了LLG2/3、RALF4/19和BUPS1/2以及ANX1/2中负责相互作用和活性控制的区域。

这些发现提供了直接证据证明LLG2/3可能作为共受体参与BUPS/ANX受体复合体识别RALF4/19小肽过程。因此，LLG2/3共受体的发现完善了RALF4/19-BUPS/ANX复合体维持花粉管细胞完整性的分子机理，也进一步增进了我们对植物受精过程中信号交流的理解与认识。