青鲜素与谷胱甘肽对万寿菊镉积累的影响

通过水培试验研究了细胞分裂抑制剂青鲜素(MH)对万寿菊(Tagetes erecta L.)生理生化指标及不同部位叶片Cd积累的影响及在MH处理下,外源喷施含硫化合物半胱氨酸(Cys)及谷胱甘肽(GSH)对万寿菊Cd积累的作用。结果表明:0.1mg·L-1Cd溶液中添加4mmol·L-1MH并未对万寿菊体内的丙二醛(MDA)含量、硝酸还原酶(NR)及超氧化物歧化酶(SOD)活性产生明显影响。在连续3d对万寿菊不同部位叶片取样分析结果表明,未加MH的Cd溶液中(对照),万寿菊顶部叶片Cd含量由0.81mg·kg-1上升至4.89mg·kg-1,而中部及底部叶片Cd含量分别由0.24和0.32mg·kg-1上升至1.34和1.71mg·kg-1,说明Cd优先积累在万寿菊的顶部叶片中,即Cd主要积累于地上部的生长点;而加入MH后则显著抑制了万寿菊顶部叶中Cd积累,其顶部叶片Cd含量仅由0.28mg·kg-1上升至2.15mg·kg-1,与对照相比显著降低,中部及底部叶片Cd含量的增加与对照相比则差异不显著,表明细胞分裂与植物Cd积累存在一定的关系,旺盛的细胞分裂将促进万寿菊叶片对Cd的积累。通过喷施GSH能够逆转MH对万寿菊地上部Cd积累的抑制,而Cys则无此效果,由此可以推断GSH在植物Cd积累中起着十分重要的作用,其所参与的新陈代谢过程或自身与Cd作用促进了万寿菊地上部对Cd的积累。     

封面故事

细胞骨架通过肌动蛋白的有序重排,保持或改变细胞生理形态并在许多细胞生理活动的控制中起关键作用,其中包括:细胞分裂、迁移、内吞和外排作用、凋亡和炎症、囊泡运输和基因表达等。细胞骨架的有序重排并非仅是肌动蛋白的重新组合,而是在一     

豆科植物SHR-SCR模块——根瘤“奠基细胞”的命运推手

豆科植物-根瘤菌共生固氮是可持续性农业氮肥的最重要来源。根瘤作为豆科植物共生固氮的一种特化植物侧生器官, 提供了根瘤菌生物固氮必需的微环境, 是根瘤菌的安身之本, 因此, 根瘤的正常发育是实现豆科植物-根瘤菌共生固氮的结构基础。根瘤器官的从头发生主要起始于根瘤菌诱导的根皮层细胞分裂。通常认为豆科植物的根皮层具备有别于非豆科植物根皮层的某种特异属性, 从而响应根瘤菌并与之建立固氮共生, 但长期以来该属性决定的分子机制一直不明确。近日, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等豆科植物和拟南芥(Arabidopsis thaliana)等非豆科植物为研究对象, 发现豆科植物中保守的SHR-SCR干细胞模块决定了其皮层细胞分裂潜能从而赋予根瘤器官发生的命运。该研究揭示了豆科植物根瘤发育的全新机制, 提供了研究和理解植物-根瘤菌固氮共生进化的重要线索, 对提高豆科作物固氮效率和非豆科作物固氮工程具有重要意义。     

成蛋白 (Formin): 植物细胞形态与发育的重要调控者

成蛋白(Formin)广泛存在于真菌、植物和动物等真核生物中,它们在调控肌动蛋白的聚合、协调肌动蛋白与微管之间的协同作用、决定细胞生长和形态等过程中发挥着决定性作用。一般认为,与真菌、动物不同,植物成蛋白家族结构在进化中因基因进化事件形成了植物特有的两类成蛋白家族,其中Ⅱ类成蛋白主要负责细胞极性生长,而Ⅰ类成蛋白可能调控细胞的膨胀。近年来,随着相关领域研究的深入,植物两类成蛋白在细胞内行使的功能也逐渐被阐明,而最近的研究结果也表明简单地根据蛋白结构对成蛋白的功能进行分类是不恰当的。据此,文中重点归纳了成蛋白结构域的组成与其对应功能,总结了成蛋白在代表性植物中的作用机理和最近研究进展,并就目前植物成蛋白研究中尚未解决的问题和尚未探索的领域进行了分析,最后对未来的植物成蛋白的研究方向提出了相关建议。     

DUF640基因BEAK-SHAPED GRAIN1/TRIANGULAR HULL1影响水稻粒形和粒重

种粒的形状和大小都会影响其重量并最终影响产量,然而对于种粒形状和大小的分子调控机制仍然未被研究清楚.最近本研究组分离到一株粒形呈鸟嘴状的水稻突变体beak-shaped grain1(bsg1),其粒长、粒厚和粒重都有所减少,内外颖也发生弯曲而导致其无法完全闭合.与野生型相比,突变体种子的淀粉粒呈现不规则状.组织切片显示bsg1内外颖的外薄壁细胞层细胞变小且数目减少,与粒形的表型一致.图位克隆表明,BSG1基因编码一个DUF640蛋白TRIANGULAR HULL1(TH1).定量PCR和启动子活性分析表明,BSG1主要在幼穗和茎杆中表达.BSG1的突变影响细胞分裂相关基因以及粒宽基因GW2的表达.实验结果表明,BSG1可能通过调控细胞分裂和扩展来影响种粒形状及大小.     

钝顶螺旋藻FtsZ在大肠杆菌中的表达和定位

FtsZ是与真核微管蛋白类似的原核骨架蛋白,能在细胞分裂位点聚合组装成环状结构而调控细胞分裂过程。为了研究钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）FtsZ蛋白的功能,构建了钝顶螺旋藻FtsZ与绿色荧光蛋白GFP融合表达的质粒,并在大肠杆菌中进行了表达和定位研究,结果发现,表达融合蛋白GFP-FtsZ的大肠杆菌细胞由短杆状变为长丝状,且菌丝体长度与融合蛋白的表达量呈正比。在荧光显微镜下观察到融合蛋白GFP-FtsZ在长丝状体细菌中呈有规律的点状分布,这说明FtsZ蛋白功能高度保守,钝顶螺旋藻FtsZ蛋白能识别大肠杆菌分裂位点并装配成环状结构调控大肠杆菌细胞分裂,FtsZ蛋白的过量表达能抑制大肠杆菌正常的细胞分裂而导致长丝状体细胞的形成。     

Overexpression of OsKTN80a,a katanin P80 ortholog,caused the repressed cell elongation and stalled cell division mediated by microtubule apparatus defects in primary root in Oryza sativa

Katanin, a microtubule-severing enzyme, consists of two subunits：the catalytic subunit P60, and the regulatory subunit P80. In several species, P80 functions in meiotic spindle organization, the flagella biogenesis, the neuronal development, and the male gamete production. However, the P80 function in higher plants remains elusive. In this study, we found that there are three katanin P80 orthologs （OsKTN80a, OsKTN80b, and OsKTN80c） in Oryza sativa L. Overexpression of OsKTN80a caused the retarded root growth of rice seedlings. Further investigation indicates that the retained root growth was caused by the repressed cell elongation in the elongation zone and the stalled cytokinesis in the division zone in the root tip. The in vivo examination suggests that OsKTN80a acts as a microtubule stabilizer. We＆amp;nbsp;prove that OsKTN80a, possibly associated with OsKTN60, is involved in root growth via regulating the cell elongation and division.     

《PLoS综合》：机械限制使癌细胞高速异常分裂

美国加州大学洛杉矶分校的生物工程学家开发了一种微流体平台。可模拟活体细胞分裂的三维环境，从机械上限制细胞，使癌细胞能在较长时间后分裂成3个甚至更多子细胞。相关研究报告发表在近期的《PLoS综合》（PLoSONE）杂志在线版上。     

Notes from the Underground： Receptor-Like Kinases in Arabidopsis Root Development

During plant development, the frequency and context of cell division must be controlled, and cells must differentiate properly to perform their mature functions. In addition, stem cell niches need to be maintained as a reservoir for new cells. All of these processes require intercellular signaling, whether it is a cell relaying its position to other cells, or more mature cells signaling to the stem cell niche to regulate the rate of growth. Receptor-like kinases have emerged as a major component in these diverse roles, especially within the Arabidopsis root. In this review, the functions of receptor-like kinase signaling in regulating Arabidopsis root development will be examined in theareas of root apical meristem maintenance, regulation of epidermal cell fate, lateral root development and vascular differentiation.     

衣藻叶绿体分裂基因CrFtsZ1在E.coli中的表达

FtsZ蛋白在细菌的分裂中起着重要作用,能够在分裂位点形成一个环状结构而控制细菌的分裂过程。细胞内FtsZ蛋白浓度的明显降低或异常升高均可阻断正常的细胞分裂过程进而导致丝状菌体的产生。为了研究衣藻叶绿体分裂基因ftsZ的功能,构建了衣藻CrFtsZ1的原核表达重组质粒。试验结果表明,衣藻ftsZ的表达严重影响了大肠杆菌的分裂,初步证明衣藻FtsZ蛋白不仅与E．coli FtsZ蛋白在序列上相似,而且也有着相似的功能,同时这一结果也为真核细胞中质体的内共生起源提供了直接的证据。