甘蔗茎尖细胞有丝分裂过程中微管骨架的变化

利用改进的冰冻切片法结合间接免疫荧光标记技术对甘蔗茎尖细胞有丝分裂过程中微管骨架的变化进行了研究。结果表明,在甘蔗茎尖细胞有丝分裂过程中存在4种循序变化的典型微管列阵,即周质微管、早前期微管带、纺锤体微管及成膜体微管。同时,还观察到在各种典型微管列阵相互转变过程中存在各种微管列阵的过渡状态。甘蔗茎尖正在伸长的幼叶部位细胞的周质微管主要为与细胞伸长轴相垂直的横向周质微管：茎尖幼叶部位伸长缓慢细胞的微管主要为纵向及斜向排列的周质微管,在甘蔗茎尖幼叶基部初生增粗分生组织处,横向、斜向、纵向及随机排列的周质微管列阵均有分布。在少数分裂前期的细胞中,发现细胞具有2条早前期微管带,其具体功能还不清楚。表明甘蔗茎尖细胞微管列阵的变化与许多双子叶植物及部分单子叶植物具有共同的变化规律,进一步证明微管骨架的周期性变化在植物中具有普遍性。     

甘蔗茎尖细胞有丝分裂过程中微管骨架的变化

利用改进的冰冻切片法结合间接免疫荧光标记技术对甘蔗茎尖细胞有丝分裂过程中微管骨架的变化进行了研究。结果表明, 在甘蔗茎尖细胞有丝分裂过程中存在4种循序变化的典型微管列阵,即周质微管、早前期微管带、纺锤体微管及成膜体微管。同时, 还观察到在各种典型微管列阵相互转变过程中存在各种微管列阵的过渡状态。甘蔗茎尖正在伸长的幼叶部位细胞的周质微管主要为与细胞伸长轴相垂直的横向周质微管; 茎尖幼叶部位伸长缓慢细胞的微管主要为纵向及斜向排列的周质微管,在甘蔗茎尖幼叶基部初生增粗分生组织处, 横向、斜向、纵向及随机排列的周质微管列阵均有分布。在少数分裂前期的细胞中, 发现细胞具有2条早前期微管带, 其具体功能还不清楚。表明甘蔗茎尖细胞微管列阵的变化与许多双子叶植物及部分单子叶植物具有共同的变化规律, 进一步证明微管骨架的周期性变化在植物中具有普遍性。     

慈姑根尖细胞微管骨架的免疫荧光观察

分别用考马斯亮蓝染色和间接免疫荧光标记,并运用荧光倒置显微镜和激光共聚焦显微镜,对慈姑根尖固定后酶解获得的去壁细胞和细胞团块以及根尖细胞分裂周期中微管骨架列阵进行详细观察,以探索高等植物微管周期的普遍性。结果表明:慈姑根尖固定后酶解可获得大量结构完整的去壁细胞与细胞团块;考马斯亮蓝染色观察可见,慈姑根尖细胞中丰富的蛋白物质以及处于不同分裂期的细胞核染色体;免疫荧光观察可见,慈姑根尖细胞周期中微管骨架保存较好,主要有周质微管、早前期带微管、纺缍体微管和成膜体微管4种循序变化的排列方式,构成了高等水生植物分裂细胞中典型的微管周期。实验结果证明,高等水生植物与陆生植物微管周期具有相似性,为植物微管周期概念提供了新的实例。     

植物微管

自从在植物细胞中确定微管存在20多年来,与动物细胞微管研究相比,植物微管研究的进展比较缓慢。本文试从植物细胞微管的结构单位——管蛋白开始,简要介绍微管的结构组份、微管在植物细胞中的功能,着重介绍植物细胞周质微管。     

植物细胞微管研究进展

微管是一种重要的细胞骨架,具有高度动态特性,不断进行活跃的重排,以响应时刻变化的胞内发育信号和外界环境刺激。处于不同细胞周期的植物细胞会组装一些植物特异的微管阵列来执行特定的生理功能,比如分裂细胞中的早前期带和成膜体,以及间期细胞中的周质微管等。该文重点综述近年来植物细胞微管起始组装与动态重构的核心控制机制、微管调控植物细胞形态建成与环境适应的机制等方面的研究进展。最后,对未来植物细胞微管研究领域所要解决的一些重要科学问题进行了展望。     

植物微管和微丝骨架研究的进展

从以上叙述的资料中可以看出,近年来在植物微管蛋白的分离及其化学性质、微管的组织中心、微管的异质性、微丝的分布,以及微管和微丝骨架的功能及基因调节等方面的研究取得不少新的进展;特别是从植物中直接分离微管蛋白取得成功、以及微管蛋白异型、微管冷稳定性与植物抗寒性的关系及微丝分布广泛性等的发现,对植物细胞骨架的进一步研究具有重要意义。     

细胞骨架(续)

(四)微丝和微管的功能微丝和微管的功能就三个问题来谈:细胞形状的维持、与非肌肉细胞运动的关系和与细胞分裂的关系。这里要谈到两个运动系统即肌动蛋白—肌球蛋白系统和微管—二联臂(dynein)系统。非肌肉细胞的运动机制,目前多从肌原纤维的收缩蛋白在非肌肉细胞中的分布等方面进行探讨。一旦肌节的单一蛋白鉴定和纯化,就可在非肌肉细胞中寻找是否有相同或近     

植物激素与细胞骨架的排向

就植物微管和纤维素微纤丝在细胞骨架构成和延展中的作用、植物激素在微管和纤维素微纤丝排向中的调节功能作了介绍,并对细胞扩大和伸长的机制进行了分析和讨论.     

植物体细胞周期中的微管周期

微管是细胞骨架系统中的主要成员 ,对它的研究是近 10年来才在植物细胞生物学中发展起来的热点之一。除了“骨架”方面的功能外 ,植物微管还有很多动态方面的功能 ,如细胞内囊泡和蛋白质颗粒的转运 ,有丝分裂过程中染色体的运动 ,细胞极性的确定以及信号传导等。早在 196 3年 ,微管被发现和确认后 ,实际上已看到微管在细胞周期中存在不同的排列方式。 2 0世纪 80年代初 ,用免疫荧光定位技术观察到整个有丝分裂过程中微管的动态变化 ,发现与染色体相似 ,微管的形成和分布也有 1个周期性的变化规律。目前已阐明 ,在高等植物体细胞每个有丝分裂…     

小麦叶片细胞周质微管的研究

采用铜网粘附-负染色法,并结合超薄切片,对小麦幼叶和成熟叶片细胞内的周质微管进行了研究,结果如下: (1) 粘附于铜网支持膜上的质膜片段,往往包含一个组织中心的微管体系。微管组织中心具有电子致密度很高的浓密物质。微管从组织中心呈辐射状或扇形分布。微管之间,有单个或数根成束排列, 有的相互平行,有的则相互交叉形成网状结构。微管的外径为24—24.76毫微米,最大长度为12微米。(2) 周质微管与质膜之间有密切联系,两者之间有连丝结构(“桥”)相连接。微管-桥-质膜三者结合形成一个稳定的体系。(3) 不仅质膜能粘附于铜网的福尔马支持膜上,分离原生质体残留的细胞壁纤维素微丝也能粘附于其上。被粘附的网状排列的纤维素微丝与幼叶细胞中周质微管的网状排列相一致,说明周质微管与纤维素微丝排列方向的密切关系。(4) 正在迅速生长的幼叶细胞比成熟叶片具有更多的周质微管和小泡结构(Vesicles),显示这两种细胞器的数量与细胞生长及细胞壁增生加厚的活动强度成正相关。     

原生动物伪红色双轴虫细胞纤毛器微管胞器的直接荧光标记

应用荧光紫杉醇直接荧光标记法显示,原生动物纤毛虫伪红色双轴虫(Diaxonellapseudorubra)细胞纤毛器微管中,口围带基部含小膜托架及与托架相联系的肋壁微管;额腹横棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束、横微管束和周围微管束,其微管在不同棘毛基部的定向和发达程度不一;缘棘毛基部含前纵微管束、后纵微管束。细胞形态发生过程中,前仔虫口纤毛器微管独立发生于老口围带内侧,在细胞形态发生末期新纤毛器微管形成时,尚有部分老额棘毛、横棘毛和缘棘毛残存,此后老结构逐渐被吸收。结果表明,伪红色双轴虫的纤毛器基部微管的分化很可能具有种属级的特异性,新纤毛器微管分化过程中老结构可能具有定位和物质贡献作用。     

微管骨架在轮藻节间细胞伸长生长中的作用

利用免疫荧光定位及激光共聚焦扫描显微镜,结合细胞生长曲线的定量测定,对不同生长阶段的轮藻节间细胞微管骨架进行了观察研究,结果如下：轮藻顶端生长活跃的新生细胞中,与细胞长轴垂直的周质微管(cortical microtubules)占绝对优势,随着生长速率的减慢,周质微管由垂直于细胞长轴逐渐转为平行排列;基部生长基本停止的节间细胞中,胞内微管则以平行细胞长轴为主;不同生长阶段节间细胞的微管骨架,对微管特异解聚剂黄草消(oryzalin)处理的敏感性表现不相同。顶端生长活跃的节间细胞经oryzalin处理40min后,绝大多数周质微管发生解聚;而基部生长基本停止的老细胞中,即使延长处理时间,仍残留一些尚未完全解聚的微管片段;10μmol／L微管解聚剂oryzalin处理轮藻顶端新生细胞,在高精度的细胞伸长生长测定装置监测下,发现oryzalin对细胞的伸长生长速率有明显的抑制作用,去掉药剂后,伸长生长又有一定的恢复。并且发现,经oryzalin处理后,微管的解聚(40min左右)与顶端节间细胞伸长生长的停止(100min左右)两者间存在着时间上的差异,即微管解聚在先,细胞伸长停止在后。以上结果均说明微管骨架在轮藻节间细胞生长中具有重要作用。     

微管骨架在轮藻节间细胞伸长生长中的作用

利用免疫荧光定位及激光共聚焦扫描显微镜,结合细胞生长曲线的定量测定,对不同生长阶段的轮藻节间细胞微管骨架进行了观察研究,结果如下:轮藻顶端生长活跃的新生细胞中,与细胞长轴垂直的周质微管(cortical microtubules)占绝对优势,随着生长速率的减慢,周质微管由垂直于细胞长轴逐渐转为平行排列;基部生长基本停止的节间细胞中,胞内微管则以平行细胞长轴为主;不同生长阶段节间细胞的微管骨架,对微管特异解聚剂黄草消(oryzalin)处理的敏感性表现不相同。顶端生长活跃的节间细胞经oryzalin处理40min后,绝大多数周质微管发生解聚;而基部生长基本停止的老细胞中,即使延长处理时间,仍残留一些尚未完全解聚的微管片段;10μmol/L微管解聚剂oryzalin处理轮藻顶端新生细胞,在高精度的细胞伸长生长测定装置监测下,发现oryzalin对细胞的伸长生长速率有明显的抑制作用,去掉药剂后,伸长生长又有一定的恢复。并且发现,经o-ryzalin处理后,微管的解聚(40min左右)与顶端节间细胞伸长生长的停止(100min左右)两者间存在着时间上的差异,即微管解聚在先,细胞伸长停止在后。以上结果均说明微管骨架在轮藻节间细胞生长中具有重要作用。     

植物微管结合蛋白AtMAP65-1在拟南芥气孔保卫细胞中的定位(简报)

植物细胞微管骨架的不同排列方式对细胞的生长分化及形态建成具有重要意义,微管的这种动态组织行为不仅需要自身的组成蛋白-微管蛋白(tubulin),还要有微管辅助蛋白MAPs(Microtubule-associated proteins)的参与[1,2]。即MAPs是一类能够与微管骨架特异结合并调节其动态装配过程及其结构、进而影响微管功能的蛋白大分子。其中,MAP65是最先在烟草悬浮细胞BY-2中纯化出来的、分子量约为65KDa的一个微管结合蛋白家族。     

问题解答

问细胞有丝分裂时期的纺锤体是由什么东西组成,又是怎样形成的? 答纺锤体中除了凝集的染色体外,主要是微管组成的,包括着丝粒微管,极间微管和星体微管,在中学课本上分别称为染色体丝、极丝和星射线(图11)。微管是直径约22毫微米的空心纤维。构成微     

华美游仆虫细胞微管胞器的直接荧光和免疫荧光标记

应用直接荧光和免疫荧光标记显示,腹毛目纤毛虫华美游仆虫(Euplotes elegans)细胞微管胞器由口围带、波动膜、额腹横棘毛、缘棘毛、尾棘毛、背触毛等纤毛器微管以及纤毛器基部附属微管和非纤毛区皮层微管骨架组成.其中,口围带基部含有小膜托架、小膜附属微管,波动膜基部含有波动膜托架,额腹横棘毛基部含有前纵微管束、后纵微管束、横微管束或放射微管柬,左缘棘毛和尾棘毛基部微管束分化不明显,背纤毛基部含有攻瑰花状的基体周围骨架,这些微管结构与细胞背腹面皮层纵微管与横微管网一起组织成该类纤毛虫的主要皮层细胞骨架.结果表明,游仆虫皮层细胞骨架是以微管为主要成分构建而成的,并且其棘毛基部微管的组成具有与其他类纤毛虫不同的特征;游仆虫间期细胞及形态发生时期纤毛基体或纤毛原基中存在中心蛋白,其可能与纤毛基体结构的维持及基体发生过程中微管的组装有关.     

激素引起伊贝母愈伤组织微管蛋白变化的免疫细胞化学研究(简报)

微管蛋白聚合形成微管。微管在维持细胞结构、物质运输、分裂及植物细胞壁的建成等过程中起着重要的作用。70年代后期,在微管生物化学研究取得很大进展的基础上,免疫细胞化学技术与微管研究结合起来,使人们能够从整体水平观察以微管蛋白为主要成份的细胞骨架的动态变化。我们采用免疫酶标技术,对生长在含不同激素培养基上的伊贝母愈伤组织的微管及微管蛋白变化进行了观察和分析,结果表明,激素种类和微管的存在形式是相关的。     

应用Steedman's wax切片法观察植物细胞微管骨架

微管骨架在植物发育过程中起重要作用.由于植物细胞的特殊性,与动物细胞相比植物微管骨架的研究遇到更多的困难.简略地介绍了曾被国内外学者应用的植物微管骨架的各种研究方法及其局限性.Steedman's wax是一种多脂蜡.它熔点低(35～37℃),具有与石蜡相同的切片性质,能够切成不同厚度的连续切片,适合深埋于器官内部的组织或细胞的免疫细胞化学研究.介绍了应用Steedman's wax切片法观察植物细胞微管骨架的一般程序和方法以及经过作者检验且切实可行的一些技术改进.     

萱草花粉微管蛋白的体外聚合及电镜观察

微管(microtubule)作为细胞骨架的主要成分,在植物体内,微管除决定细胞的形状外,还参与很多重要的细胞功能。但有关微管蛋白生物化学的研究绝大多数来自动物脑组织材料,对植物微管蛋白的研究除培养细胞外所知甚少,我们纯化了毫克数量的萱草(Hemer-ocallis fulvaL.)花粉微管蛋白,利用紫杉醇作为促进剂,在Mg2 、GTP等存在下体外聚合成功,并观察了其电镜下的形态。     

应用Steedman's wax 切片法观察植物细胞微管骨架

微管骨架在植物发育过程中起重要作用。由于植物细胞的特殊性,与动物细胞相比植物微管骨 架的研究遇到更多的困难。简略地介绍了曾被国内外学者应用的植物微管骨架的各种研究方法及其局限 性。Steedman's wax是一种多脂蜡。它熔点低(35~37℃),具有与石蜡相同的切片性质,能够切成不同厚 度的连续切片,适合深埋于器官内部的组织或细胞的免疫细胞化学研究。介绍了应用Steedman's wax 切 片法观察植物细胞微管骨架的一般程序和方法以及经过作者检验且切实可行的一些技术改进。