高等植物共质体区内与区间的电波传递

本文以白花紫露草(Tradescantia flumi—nensis Vel)为材料,运用胞外、胞内微电极及显微注射等方法,对电波在植物体内的传递方式进行了进一步探讨。结果表明,白花紫露革对于伤害性刺激可以产生强烈的电位波动在周身传递。这种电位波动可以被FAA固定液造成的生理障碍阻断;白花紫露草叶片可分为不同的共质体区,在共质体区内,电波传递很快,远高于液相中物质的扩散速度;而在各共质区问,电波传递出现时间上的延迟,与共质体内电波传递速度相差一个数量级,因此,可以推测,在共质体区内电波是以局部电流的方式传递的,而在共质体区问,电波的传递可能有化学介质的参与。     

局部灼伤水田芥引起的电波传递以维管系统为主要通道

局部灼伤水田芥（ＮａｓｔｕｒｔｉｕｍｏｆｆｏｃｉｎａｌｅＲ．Ｂｒ．）叶片可引起动作电波、变异电波和持续电波震荡在茎中传递。本实验举出电波传递的主通道为维管系统。由于水田芥的叶序为２／５,灼伤叶片发出的电波首先传递到其维管束直接联接的第五叶片,随后才传递给临近部位的叶片。若把灼伤叶片和茎节连接的维管束切断,则茎中的电波传递即被阻止。用胞内电极可以检测到基层组织的薄壁细胞也有电波出现。     

蛋白激酶C与细胞调控

生物体内的信息从胞外向胞内传递,调节控制细胞的增殖与分化,这种作用的生化基础一直是人们感兴趣的课题。不同生物信息分子作用于同一细胞表面的不同受体,其胞内传递途径是否相同?同一胞外信号作用于不同细胞,产生不同生理效应,其信息途径是否各异?细胞转化与哪条信息传递途径变化有关?这些问题目前都尚属未知。近年来,一条新的细胞内信息传递途径——肌醇磷脂途径已越来越被重视,而蛋白激酶C则是这一途径中的一个重要物质。本文拟就蛋白激酶C(protein kinase c,PKC)与细胞调控的近期研究作一介绍。一、肌醇磷脂代谢与蛋白激酶C 许多细胞在外部信号作用时,其膜上磷脂均发生变化。近年研究表明,起重要作用的是     

高等植物生长发育中物质的运输与信息的传递（二）

电波与激素的信息传递 (一)动作电波与变异电波上世纪末已经发现刺激的电波传递,或以动作电波或以变异电波的方式,广泛地存在于植物界。简略地说,电波及其传递所以能在植物体内发生是因为细胞在静息时,原来就有电位差的存在,也可以说,它的绝缘质膜是处在充电或极化状态(正极在外面)。当它局部受到刺激时,质膜的透性突然增高而放电(去极化),于是爆发出电位的波动来。构成组织的细胞像一串爆竹,一个的爆发引起下一个的爆发,就这样导致一连串的反应,     

植物体内的电信号传递

姜常青先生所撰《西红柿的叶也能够“谈话”——一篇读书札记》(植物杂志,1994年第6期)一文,介绍了植物体内电信号传递研究的部分进展。为了让读者对植物电信号传递的研究有一较为全面的了解,特撰写此文,简要介绍植物体内电信号传递的研究状况。     

小鼠大脑纹状体诱发多巴胺信号分析——Monte Carlo模拟

突触前释放的多巴胺以容积式释放（volume transmission）来传递多巴胺信号,而碳纤电极（carbon fiber electrode,CFE）所记录的胞外电化学信号是大量多巴胺分子氧化电流的平均统计结果。这些特征为使用Monte Carlo方法来直观而细致地描述多巴胺在胞外“自由行走”的行为提供了可能。作者尝试使用Monte Carlo建模的方法来研究动作电位（AP）刺激的频率对纹状体内多巴胺浓度（[DA]）变化的影响。结果显示,与实验记录多巴胺信号相比,在生理强度（低频≤20 Hz,或≤12个 APs高频 80 Hz）刺激模式下,基于单一囊泡库的突触模型可以较好地模拟实验结果。此外,作者还分析了大脑神经网络结构等对实验数据的影响。研究说明,Monte Carlo模拟为研究大脑内多巴胺信号的产生机制提供了一种有效的辅助研究方法。     

乙酰胆碱在调节植物行为中的作用

动物体内,乙酰胆碱（ＡＣｈ）是一种重要的神经递质。它参与神经突触之间以及神经突触与肌肉之间的信号传递。近些年来,ＡＣｈ和胆碱能系统的其它成员在植物界都已找到并且分布很广。它们在植物的多种行为（生长、发育、运动、代谢等）上发挥着类似激素的调节作用。Ｄａｒｗｉｎ曾提出有些敏感植物执行的快速运动不是膨压运动所能胜任,认为由电波传递与原生质收缩来承担。近来还有人提出：植物体内的电波传递与原生质收缩要有ＡＣｈ这神经递质参加。我室近几年来在丝瓜的向触性快速运动以及甘薯的气孔运动的机理研究中给这两项建议得出确切的实验证明。     

类受体蛋白激酶在植物中的研究进展

植物体在接收外界信号分子时,这些细胞外信号被细胞膜上受体特异性相结合,通过体内一系列信号转导途径将生物信号进行放大或传递,引起相应的生物效应,从而完成植物体需要进行的生命活动。类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinases,RLKs)定位在细胞质膜上,由胞内区、跨膜区和胞外区3部分构成。RLKs的工作机理主要是通过胞外信号分子与其胞外区结构域特异结合,结合后激活胞内激酶域而完成跨膜信号的转导。在植物体内能够参与信号转导、抗逆反应和病原反应等途径,对植物体具有重要意义。本综述将对植物RLKs的结构、分类及生理功能方面进行分析,为深入研究RLKs提供理论基础。     

水晶振子的顶尖企业 开发微量物质测定仪

日本电波工业株式会社充分利用手机和数码相机所使用的设备，试制成功了可高灵敏度检测生物体内蛋白质和环境激素等的设备。检测组件的进一步开发，可以广泛应用于体外诊断和环境污染检测等中。[编者按]     

盐胁迫对甜菊细胞内游离Ca2+浓度的影响

钙离子不仅是植物生长发育所需的一种大量元素,而且起了偶联细胞外刺激与胞内反应第二信使的作用,是多种受体激动后信息传递过程的中心环节。近年的研究表明:高温、干旱、触摸、低渗、低温、风、机械刺激、病原菌感染等多种环境胁迫均能引起胞质Ca~(2+)水平的改变。这种变化被认为是植物细胞感受环境胁迫的原初反应之一,它通过启动基因表达和胞内一系列生理生化过程调节细胞对环境改变的适应反应。胞质Ca~(2+)水平的改变有两种来源:胞外Ca~(2+)跨膜内流和胞内钙库如内质网中的Ca~(2+)释放。其中由肌醇磷     

植物信号系统--它在功能整合与适应环境中的作用

高等植物是由多层次结构（细胞、组织、器官）组成，在多变环境下生活的开放系统。各部位的处境不同，分工各异。因而它们之间必需通过信号传递进行信息交换才能协调整株的行为、适应外界的变化。植物信号具有多种形式，如化学信号、电波信号与水力信号等。本文主要以乙酰胆碱在信号传递中的功能为例证阐述植物的信号系统。     

蛋白质可逆磷酸化调节植物细胞离子跨膜运动研究进展

蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的可逆磷酸化是植物细胞中多种信号转导途径中重要的组成因子.本文对蛋白质可逆磷酸化通过调节多种离子跨膜运动而参与植物细胞激发子信号途径、毒性物质诱导的钙离子内流、盐胁迫适应、气孔运动以及蛋白质可逆磷酸化参与胞外与胞内之间Ca2 状况信息传递,调节花粉管顶端Ca2 离子通道活性进行综述,以揭示蛋白质可逆磷酸化在植物细胞离子跨膜运动中的调控作用,为蛋白质可逆磷酸化调节植物生长发育、响应逆境胁迫等机理的研究提供参考.     

植物中钙依赖蛋白激酶(CDPKs)的结构与功能

在植物细胞中,钙离子作为第二信使,通过钙依赖蛋白激酶（CDPKs）发挥功能是其传递信号的主要途径之一。CDPKs广泛存在于植物体内,是目前植物体内研究最深入的蛋白激酶。在简要阐述CDPKs于植物体内的分布定位的基础上,介绍了CDPKs的结构特点、生化性质及其在植物细胞生理功能中的作用,并就该领域的研究前景作了展望。     

钙_钙调素信号系统与环境刺激

植物抗逆研究已有很大进展,但传递各种外界刺激的信号通路仍未可知,目前已有一些研究发现很多环境刺激与钙_钙调素系统有关。Ca2+信号系统是很重要的一种信号途径,CaM是目前已知的胞内Ca2+信号受体中最重要的一种,参与了多种生理活动的调节。在热激领域中,研究者已提出Ca2+ CaM系统可能参与了热激反应,在基因调节水平、转录水平、蛋白水平均有Ca2+和CaM参与热激的证据。其它环境刺激也能引起植物体内Ca2+和CaM的一系列变化。这为研究各种环境刺激可能的信号通路提供了基础和依据。     

3-羰基辛酰基高丝氨酸内酯诱导拟南芥根细胞Ca~（2＋）内流

N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）是革兰氏阴性细菌群体感应系统（QS）中的胞间通讯信号分子。近年的研究表明AHLs可以调控植物生长发育及防卫反应,但其调控机制尚不清楚。本研究以拟南芥为材料,采用3-羰基辛酰基高丝氨酸内酯（3OC8-HSL）处理转水母发光蛋白基因的拟南芥幼根细胞,利用冷光仪检测3OC8-HSL对拟南芥根细胞中胞质游离Ca2＋浓度（[Ca2＋]cyt）变化的影响,同时采用Ca2＋专一性螯合剂EGTA和Ca2＋通道抑制剂预处理转基因拟南芥根细胞,用全细胞膜片钳技术分析3OC8-HSL诱导拟南芥根细胞中[Ca2＋]cyt升高的Ca2＋来源。结果表明,3OC8-HSL可诱导拟南芥根细胞中[Ca2＋]cyt瞬时升高。这种诱导效应可被EGTA、异搏定（verapamil）、LaCl3所抑制,但LiCl预处理对这种诱导效应无影响。膜片钳分析结果显示,3OC8-HSL可激活质膜Ca2＋通道,增加胞外Ca2＋内流。说明细菌AHLs可诱导植物Ca2＋信号产生,且这种Ca2＋信号主要源于胞外Ca2＋内流,暗示Ca2＋信使系统参与植物对细菌QS信号的响应。     

环境胁迫下植物MAPK多叠级联响应

植物MAP(mitogen-activated protein)激酶涉及植物的生长发育、对内源和外界环境刺激的反应.MAP激酶能将胞外感受器引起的刺激传递到胞内引起细胞的反应.拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为模式植物,其全部的MAP激酶已经列出并进行了分类.根据已分类的拟南芥MAP激酶家族,已经分离出大量的MAP激酶基因,并将它们进行分类,发现它们大多能被包括病原、创伤、温度、干旱、盐、渗透、紫外线辐射、臭氧和活性氧等胁迫刺激激活.通过研究在不同环境胁迫下的功能和信号路径,发现植物MAP激酶信号传递系统是复杂且相互交错的.需要开发一些新的工具和策略去阐明MAPK信号传递路径,以及如何利用MAPK系统去改善农作物对生物和非生物胁迫的抗性.     

Cuff电极的构建及狗面神经电信号的提取

通过模具制作预成的硅胶套管,然后以缝合的方式将三极电极丝间隔5 mm附着于套管的内壁上,构成能够植入体内的三极cuff电极。经测试显示用这种方法构建的Cuff电极具有良好的导电和绝缘性能。将制作的电极植入狗面神经颧支周围,通过这个电极提取神经电信号,经放大器放大后输入数字存储示波器,通过这种方法提取到了能反映眨眼动作发生的神经电信号。研究结果说明,构建的三极Cuff电极能够用于神经电信号的提取;面神经电信号能够用来监测面神经支配肌肉的功能状态。     

植物中的气体信号分子硫化氢：无香而立，其臭如兰

硫化氢（H₂S）一直被认为是一种有毒气体,作为第三种气体信号分子,H₂S在生物体中的生理功能逐渐被揭示。植物中H2S信号研究在不到10年时间已取得了长足进步。植物体内H2S的生成酶比动物细胞丰富,定位于细胞质、线粒体和叶绿体等多个亚细胞部位,表达具有时空性。目前,植物领域H₂S的功能研究主要采用药理学方法。随着研究的深入,遗传学证据不断加强。内源H₂S的研究手段也在不断进步,从亚甲基蓝间接测定,发展到气/液相色谱、荧光探针、活体电极等直接检测手段。植物中H₂S的生理功能研究主要集中在对干旱、重金属等环境非生物胁迫的缓解作用及机理,也有一些植物生长发育调控方面的报道。目前了解到,H₂S可通过与植物激素、其它气体信号分子、活性氧等相互作用以及蛋白质巯基化修饰等方式发挥生理功能。虽然植物气体信号的研究有其特殊性,也遇到很多困难,但是H₂S信号的广泛而特殊的生理功能是一个具有重要科学意义和应用前景的研究领域。     

脱落酸（ABA） 受体的研究进展

植物激素脱落酸(ABA)在植物对逆境适应及种子发育过程中具有重要的生理功能。尽管ABA作用的分子机制还不清楚,ABA受体还未得到鉴定,但近年来对ABA结合蛋白的研究取得了可喜的进展,已在多种植物中证明存在与ABA有高亲和力的结合蛋白。ABA的识别到底发生在胞外还是胞内,近几年随着微注射技术的应用,也得到不少实验证据。ABA信号的转导途径,特别是位于下游区域参与信号传递的物质的研究取得重大进展,其中以ABA调节气孔保卫细胞开关的信号传递成为研究这一领域的模式体系。     

植物体内的钙信使系绕

Ca对植物不仅仅是一种大量营养元素,更重要的是作为偶连胞外信号与胞内生理生化反应的第二信使,作为植物代谢和发育的主要调控者。本文介绍了Ca在植物细胞中的分布及其体内平衡机制,以及Ca2+信使系统调控的植物生理生化过程,讨论了外界信号通过Ca2+信使系统的传递和表达过程,Ca2+信使系统对基因表达的可能影响,以及Ca2+信使系统的作用机制,并提出了今后的研究方向。