花粉——雌蕊相互作用的分子基础

显花植物授粉过程包含了花粉与雌蕊一系列复杂的细胞间相互作用。花粉在柱头上必须发生粘附与水合作用后才能萌发,花粉胞被蛋白可能在粘附机制中起主要作用,而水孔蛋白调节了花粉的水合过程;花粉管在花柱引导组织中定向生长,受引导组织胞间质、向化性物质及细胞粘附机制等因素的影响,也与花粉受体及子房有关。在植物的自交不亲和性反应中,配子体型自交不亲和性反应主要是由自交不亲和基因蛋白产物降解花粉RNA或以Ca^2 介导的信号级联反应实现的;孢子体型自交不亲和性反应则依赖于干性柱头以及雌蕊的S受体激酶及S位点糖蛋白与花粉S基因配体之间的相互作用。     

雌蕊胞外基质在花粉管生长中的作用

雌蕊胞外基质对雌蕊与花粉的识别以及花粉管的定向生长有着重要的作用,是近年来植物生殖生物学的研究热点之一。与花粉萌发和花粉管生长相关的雌蕊胞外基质种类主要包括阿拉伯半乳糖蛋白、类伸展素糖蛋白、富含脯氨酸糖蛋白、钙调素、S-糖蛋白、果胶以及子房的特异性物质等。本文着重介绍这些雌蕊胞外基质的生理功能及其研究进展。     

雌蕊胞外基质在花粉管生长中的作用

雌蕊胞外基质对雌蕊与花粉的识别以及花粉管的定向生长有着重要的作用,是近年来植物生殖生物学的研究热点之一。与花粉萌发和花粉管生长相关的雌蕊胞外基质种类主要包括阿拉伯半乳糖蛋白、类伸展素糖蛋白、富含脯氨酸糖蛋白、钙调素、S—糖蛋白、果胶以及子房的特异性物质等。本文着重介绍这些雌蕊胞外基质的生理功能及其研究进展。     

G蛋白对花粉管生长的调控作用

花粉萌发和花粉管生长是花粉与雌蕊相互作用过程中受到高度调控的发育过程,它涉及花粉与雌蕊的识别作用、细胞间及细胞内信息传递等生理反应。近年的研究表明G蛋白作为一类重要的信号分子在调控花粉管生长中起重要作用。着重介绍G蛋白对花粉管生长的调控作用以及此过程中G蛋白与其它信号组分的协同作用。     

小毛茛雌蕊群的授粉率及花粉管生长途径

为探讨毛茛属中是否具有与慈姑属中类似的花粉管再分配现象,对小毛茛开花后不同时期柱头的授粉率和花粉量进行了统计,并采用荧光显微术观察了其花粉在雌蕊群中的萌发及花粉管生长过程。该种的每朵花中含有39.2±9.9个离生心皮,开花过程常持续4~6d,开花2d后,柱头授粉率就可达到100%,平均每柱头的花粉量在3d后达到17.0±2.4粒。虽然开花的当天即有少数柱头落置有花粉粒,但花粉萌发常自开花的次日开始。花粉管先沿各雌蕊之向心一侧的组织中穿行至子房基部后部分花粉管转向胚珠,由珠孔进入珠心。从花粉粒落置于柱头到花粉管进入珠心大约需要24h。尽管毛茛属有着与慈姑属类似的多心皮雌蕊群,但大量的荧光显微观察表明,与慈姑属植物中不同的是,小毛茛的花粉管生长均局限于每一雌蕊中而不能穿过子房向其他雌蕊生长。雌蕊群的比较解剖发现野慈姑的子房基部有一条通向花托表面的孔道,这正是花粉管由一个雌蕊到另一个雌蕊的通路,但小毛茛的子房基部不存在此孔道。     

从柱头到胚囊——花粉管发育研究进展

花粉管的生长和发育是植物有性生殖过程中重要环节。本文首先介绍了花粉管的结构及其脉冲生长方式。然后介绍了花粉粒在柱头上萌发、花粉管在花柱道中生长及其进入胚囊的一些特点,同时还介绍了雌蕊在花粉管生长发育所起的重要作用。     

花粉-雌蕊的相互作用机制

就近年来有关被子植物有性生殖过程中,雌蕊对花粉萌发、花粉管生长以及生长方向的作用和传粉对雌蕊发育的影响的研究进展作了介绍。     

花粉管引导机制的研究进展

花粉管引导是指显花植物在受精过程中,雌蕊组织与花粉管相互作用使花粉管定向生长并最终到达胚囊的过程,其机制颇为复杂。该文基于调控花粉管生长的孢子体引导和配子体细胞引导两个主要过程,阐述雌蕊中不同蛋白分子和其它小分子物质的浓度梯度在花粉管的孢子体组织引导中的作用,以及胚囊中不同类型的细胞及其相关基因与蛋白在花粉管的配子体细胞引导中的作用。同时,该文也对精细胞在花粉管引导中的作用进行了阐述。     

钙在被子植物受精过程中的作用

近年来,花粉管中的钙信号和生理功能的研究又取得了明显的进展,同时在雌蕊系统中有关钙分布的研究也初步显示了其时、空特征与被子植物的受精作用密切相关。该文总结了花粉萌发和花粉管生长过程中外源钙的作用机制,结合雌蕊组织中钙分布的特征,进一步探讨了钙在被子植物受精过程中的功能。     

钙在被子植物受精过程中的作用

近年来,花粉管中的钙信号和生理功能的研究取得了明显的进展,同时在雌蕊系统中有关钙分布的研究也初步显示了其时、空特征与被子植物的受精作用密切相关。该文总结了花粉萌发和花粉管生长过程中外源钙和内源钙的作用机制,结合雌蕊组织中钙分布的特征,进一步探讨了钙在被子植物受精过程中的功能。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.