植物凯氏带形成分子机制及功能特点的研究进展

凯氏带位于被子植物初生根内皮层细胞,环绕细胞1周,是与质膜紧密结合的非极性带状增厚结构。凯氏带作为植物根中离子径向运输障碍,调节离子的质外体吸收途径,迫使土壤中的离子通过内皮层细胞膜,选择性地进入中柱。凯氏带发现于1865年,但直至拟南芥凯氏带蛋白的发现和凯氏带阻滞作用物质基础被揭示,凯氏带的形成机理和功能才逐渐为人们所认知。凯氏带的物质基础为木质素,其形成需要由凯氏带蛋白和受体激酶组成的合成平台。细胞内部的木质素单体经ABCG载体运输到凯氏带的形成区,经ESB1dirigent蛋白、RBOHF氧化酶和PER64过氧化物酶等催化,合成木质素。该文对近年来国内外有关凯氏带形成的分子机制和功能特点方面的研究进展进行综述,为进一步理解和解析凯氏带的形成机理和功能提供参考。     

大豆初生根凯氏带对铜离子的通透性

采用在根内生成有色铜沉淀的方法研究大豆(Glycine max)初生根凯氏带对铜离子的通透性。用真空泵抽取浓度为200 μmol·L^–1 的CuSO₄溶液进入根中, 然后在重力作用下从根基部灌注400 μmol·L^–1的K₄[Fe(CN)₆]溶液, 两种物质在根内相遇即可产生棕色的Cu₂[Fe(CN)₆]沉淀, 根据沉淀的位置来确定铜离子所经过的途径。结果表明: Cu²⁺可以穿过内皮层凯氏带, 在木质部导管壁以及凯氏带至木质部之间的细胞壁处产生棕色沉淀, 侧根发生的部位也产生了大量的沉淀; 当抽取K₄[Fe(CN)₆]溶液后再灌注CuSO₄溶液, 发现Cu²⁺仍然可以穿过凯氏带, 并在凯氏带外侧以及外皮层细胞的细胞壁处产生棕色沉淀。研究结果证明凯氏带并不是一个可以完全阻止离子进出的完美屏障。     

植物根的内皮层结构与生理功能

文章介绍了有关根内皮层的结构、化学组成及其对根部物质输送过程的影响和调控机理的研究进展。     

华山松根与针叶凯氏带的比较研究

应用冰冻切片、酶解分离、荧光显微技术和傅里叶红外光谱分析(FTIR)等手段,对华山松初生根和针叶内皮层凯氏带进行了分离、显微结构特征和化学成分的比较。研究结果表明：针叶凯氏带的“网格”结构比较整齐,大小较一致,排列也较规则,同时在“网格”的纵向壁上具有明显的初生纹孔场。而初生根凯氏带网状结构的大小、排列均不规则,在其“网格”的纵向壁上的初生纹孔场不明显。根据FTIR的检测结果显示：初生根凯氏带中木栓质和木质素的含量均高于针叶,而纤维素的含量则明显低于针叶;两者细胞壁蛋白的含量基本相同。本文的研究结果为深入探讨植物地下部分和地上部分凯氏带的生理功能提供新的佐证。     

植物根内皮层凯氏带染色的小檗碱-苯胺蓝对染法

介绍了一种能观察到植物根内皮层凯氏带精细结构的小檗碱-苯胺蓝对染法.     

大豆初生根凯氏带对铜离子的通透性

采用在根内生成有色铜沉淀的方法研究大豆（Glycine max）初生根凯氏带对铜离子的通透性。用真空泵抽取浓度为200μmol·L^–1的CuSO4溶液进入根中,然后在重力作用下从根基部灌注400μmol·L^–1的K4[Fe（CN）6]溶液,两种物质在根内相遇即可产生棕色的Cu2[Fe（CN）6]沉淀,根据沉淀的位置来确定铜离子所经过的途径。结果表明：Cu^2＋可以穿过内皮层凯氏带,在木质部导管壁以及凯氏带至木质部之间的细胞壁处产生棕色沉淀,侧根发生的部位也产生了大量的沉淀;当抽取K4[Fe（CN）6]溶液后再灌注CuSO4溶液,发现Cu^2＋仍然可以穿过凯氏带,并在凯氏带外侧以及外皮层细胞的细胞壁处产生棕色沉淀。研究结果证明凯氏带并不是一个可以完全阻止离子进出的完美屏障。     

植物内皮层的分化及其屏障功能研究进展

植物根系最主要的作用之一是从土壤中获取养分并将其运输至地上部。水和营养物质径向穿过根的表皮、皮层、内皮层等所有外部细胞层,才能到达中柱,以供地上部代谢所需。其中,内皮层细胞在发育过程中会经历两个特殊的分化阶段,分别形成凯氏带和木栓层两种扩散屏障,二者在控制养分获取与流失方面起着重要的作用。该文就近年来国内外有关植物内皮层分化过程及其屏障功能方面的研究进展进行了综述,以期对深入探索内皮层屏障在植物生长发育和逆境适应中的作用提供参考,为植物育种工作开辟新的思路。     

类短命植物阿尔泰独尾草的解剖学研究

通过常规石蜡切片法,对类短命植物阿尔泰独尾草的根、茎、叶、花等器官进行了解剖结构的研究。结果表明：阿尔泰独尾草的根系有明显的二型性,即有储藏根和吸收根的结构与功能分化,是其对生长发育快速、年休眠期长的类短命植物生活习性高度适应的结果;其营养器官表现出明显的旱生植物特征;储藏根与吸收根木质部的二型性及其内皮层的带状凯氏带增厚结构则说明独尾草属植物可能具有较为特殊的系统演化地位。     

植物细胞壁组织化学定位染色方法和技术的比较研究

利用光学和荧光显微镜比较研究几种植物细胞壁组织化学定位染色方法和技术,结果表明：（1）硫酸消化法和硫酸氢黄连素-苯胺兰对染法研究凯氏带,对取材时间和部位要求高,建议两种方法配合使用,可相互印证是否具凯氏带;（2）苏丹7B染色法,蓝色激发光下不染色和硫酸氢黄连素-苯胺兰对染研究细胞壁栓质层3种方法中,不染色蓝色激发光下结果比苏丹7B染色法敏感显色,但苏丹7B染色法在普通光学显微镜下观察较为便捷;（3）木质化细胞壁染色方法中硫酸氢黄连素-苯胺兰对染法比间苯三酚-盐酸染色法易显色观察;（4）甲苯胺兰快速染色细胞壁取代常规苏丹Ⅲ/Ⅳ法,细胞边界和层次更清楚。     

植物凯民带的研究进展

凯氏带是植物内皮层细胞径向壁和横向壁的带状增厚部分,近年来对其细微结构、化学成分、生理功能以及在植物体的存在部位等方面的研究工作已成为国内、外的研究热点。本文就凯氏带上述诸方面的研究进展,作一详尽的论述,同时还着重对凯氏带研究的新方法和新技术作了评述。最后对凯氏带的进一步研究工作提供新的启示。