花粉能否成功萌发是被子植物繁殖过程的一个重要环节。花粉萌发是植物细胞中典型的极性建立过程，与之相关的多数胞内活动，包括极性Ca2+积累、高尔基体后分泌、肌动蛋白微丝的动态重排等受RHO OF PLANT蛋白（ROPs）的调控。ROPs是植物中特有的小G蛋白 Rho 家族成员，通过激活态与非激活态的转变在信号转导过程中发挥不可替代的作用。在烟草中，花粉萌发伴随着ROP活性的增加，但ROPs是否以及如何介导花粉萌发的遗传学和分子生物学证据有待发现。

2023年3月28日，Plant Physiology在线发表了山东农业大学生命科学学院/作物生物学国家重点实验室张彦、李厦教授团队题为“RHO OF PLANT proteins are essential for pollen germination in“的研究论文，阐明了ROPs主要通过效应蛋白BDR8而次要通过BDR9介导拟南芥花粉萌发的作用机制。

本研究对拟南芥花粉中特异性表达的四个ROPs进行了CRISRP/Cas9基因组编辑，结果表明ROPs对花粉萌发过程中极性的建立至关重要。进一步通过全基因组ROP互作因子筛选，鉴定出花粉萌发中的两个ROP效应子，ROP结构域边界（BDR）成员BDR8和BDR9，其功能缺失同样导致花粉未萌发。BDR8和BDR9分布在成熟花粉粒的细胞溶质和营养核中，但重定位于萌发位点的质膜和生长花粉管的顶端质膜。它们在花粉萌发过程中的质膜重分布依赖于ROPs，反之则不然。此外，BDR8的强表达能够部分恢复rop1突变体的花粉萌发，但对四突rop花粉的萌发无影响，表明它们的遗传上位性。上述结果证实，ROP信号通路对于花粉萌发必不可少，这也支持了Rho GTPases在极性建立中的进化保守功能。

图1. 花粉表达的ROPs功能缺失导致花粉不能萌发