灵武长枣果实同化物韧皮部卸载和运输途径研究

韧皮部卸载和韧皮部后运输在调节同化物在果实中的分配和积累方面起着至关重要的作用,而且很大程度上决定着果实的产量和质量。为探讨灵武长枣果实同化物韧皮部卸载和运输途径,以4个时期灵武长枣果实为实验材料,对各个发育时期果实维管束的显微结构进行观察,并综合运用荧光染料活细胞示踪与激光共聚焦扫描显微镜技术实时观察果实内韧皮部同化物卸载路径的变化,为灵武长枣果实同化物积累和品质调控奠定基础。结果显示：(1)膨大前期不仅果实的韧皮部中具有明显的CF绿色荧光,同时在周围薄壁细胞中也分布着CF绿色荧光,筛管伴胞复合体和周围薄壁细胞之间存在着共质体联系。(2)快速膨大期,CF绿色荧光主要局限于果实的韧皮部中,在韧皮部周围薄壁细胞中分布较少,筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间主要以共质体隔离为主,但也存在着一定的共质体联系。(3)着色期和完熟期,CF绿色荧光局限于果实的韧皮部中,在韧皮部周围薄壁细胞中基本没有CF绿色荧光,果实筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间是共质体隔离状态,但引入CFDA的同时引入具有质膜通透作用的洋地黄皂苷时,周围薄壁细胞中CF绿色荧光分布明显增加。研究认为,灵武长枣在膨大前期果实韧皮部同化物为共质体卸载途径,快速膨大期果实主要以质外体途径运输同化物,但也通过共质体卸出同化物,着色期和完熟期果实通过质外体途径运输同化物。     

毛竹"韧皮部结"发育过程中Ca2+-ATP酶的超微定位

用电镜和细胞化学技术对毛竹[Phyllostachys edulis（Carr.）H.De Lehaie]节部“韧皮部结”发育过程中Ca^2＋-ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.结果显示：在“韧皮部结”形成期,仅细胞质膜和细胞核上具有很高的Ca^2＋-ATP酶活性;随着“韧皮部结”的发育,发育期细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较形成期有所降低,而细胞核上仍保持较高的Ca^2＋-ATP酶活性,胞间连丝、运输小泡膜上都具有Ca^2＋-ATP酶活性;发育后期,液泡膜及内质网上也开始出现Ca^2＋-ATP酶沉积物;成熟期的“韧皮部结”细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较发育期有所升高,并且在“韧皮部结”成熟的过程中,细胞核、内质网、胞间连丝、质体膜和细胞质降解物上始终都有较高的Ca^2＋-ATP酶活性.实验结果表明“韧皮部结”细胞具有活跃的生理代谢以及频繁的共质体运输和信息交流.     

TTC染色鉴定葡萄抗寒性方法的优化与应用北大核心CSCD

以‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’等葡萄砧木和品种直径为0.5~0.7 cm的一年生枝条为材料,经低温梯度(0℃、-14℃、-19℃、-24℃、-29℃和-34℃)处理后,对TTC染色的温度和时间进行优化并观察统计葡萄枝条不同组织的存活情况,测定枝条的相对电导率,以及韧皮部和木质部的可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖、淀粉含量和束缚水自由水比例(束自比)5个生理指标,分别用枝条纵切面染色面积、相对电导率拟合Logistic方程计算枝条的半致死温度(LT_(50))来评价枝条的抗寒性,同时通过隶属函数法综合评价枝条韧皮部和木质部抗寒性,并将3种方法的评价结果进行比较,以建立一种直观高效鉴定葡萄品种抗寒性的方法。结果表明:(1)依据低温胁迫下各品种葡萄砧木扦插枝条的萌芽率和生根率表现,其抗寒性由强到弱依次为‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’。(2)葡萄枝条TTC活力染色的最佳条件为pH=7.0,0.5%TTC-0.1 mol/L磷酸缓冲液在35℃下避光染色36 h。随着胁迫温度的降低,各品种枝条纵切面染色面积均逐渐降低,根据优化TTC法获得‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT_(50)分别为-31.38℃、-26.51℃、-26.10℃、-23.60℃、-23.33℃和-19.26℃。(3)随着胁迫温度的降低,各品种枝条的相对电导率逐渐增加,且‘黑比诺’的相对电导率基本保持最高、增幅最大(51.93%),而‘左山1号’的相对电导率始终最低、增幅最小(44.07%);根据相对电导率获得‘左山1号’、101-14、3309C、SO4、140R和‘黑比诺’枝条的LT_(50)分别为-30.02℃、-26.40℃、-25.75℃、-23.16℃、-21.13℃和-17.72℃。(4)通过5种生理指标进行枝条抗寒性隶属函数综合性评价结果显示,同一品种中韧皮部抗寒性强于木质部,同一部位不同品种的抗寒性表现为:‘左山1号’>101-14>3309C>SO4>140R>‘黑比诺’。研究发现,TTC染色法与电导法和综合隶属函数法获得的葡萄枝条抗寒力评价结果一致,也与枝条生长恢复鉴定结果一致;但与其他两种方法相比,TTC染色法能更加直观和有效地预测评估葡萄枝条的抗寒性。     

A类CLE多肽调节拟南芥根尖韧皮部的发育

CLE多肽是一类通过细胞间通讯来调节干细胞命运的多肽类激素信号分子。之前的研究结果表明CLE类多肽可以调节初生木质部发育,然而CLE类多肽是否影响韧皮部发育还不清楚。本研究发现A类CLE多肽可以控制拟南芥根部初生韧皮部的形成,用23种A类CLE多肽进行外源处理可以有效地抑制伸长区韧皮部前体细胞的形成。而且不同于控制初生木质部的形成机制,CLE多肽影响韧皮部发育并不依赖于细胞分裂素信号途径。这些结果表明原形成层细胞发育成初生木质部和初生韧皮部是通过两条不同的途径,为研究CLE类基因对根维管束的形成和发育提供了新的见解。     

胞间连丝：共质体运输的动态通道

胞间连丝作为一种细胞质结构将相邻的细胞连系起来而形成植物的共质体。胞间连丝通过调控许多离子和分子的共质体运输而广泛地参与植物的生命活动。胞间连丝的主要构成部分是细胞质膜、连丝小管、以及位于二之间的环层细胞质。这三都很容易在电子显微镜下观察到。细胞骨架的成分（肌动蛋白和肌球蛋白）起到稳定胞间连丝的作用。同时,钙结合蛋白可能具有调节间连丝功能的作用。在胞间连丝里,环层细胞质为大多数溶质提供共质体运输的通道,而有些 共质体运输则可能是通过连丝小管的内腔、连丝小管的壳层、甚或是细胞质膜来实现的。共质体可以细分为数个区块,它们各自允许不同大小的分子（从低于1000到高于10000道尔顿）通过。从发生上看,胞间连丝可以是初生的,也可以是次生的。前是伴随着新细胞壁的形成则产生的,而后则是在已有的细胞壁上产生的。胞间连丝的动态性质还表现在它们的频率是处于变化之中,这是由于组织或植物整体的发育和生理状态决定的。虽然共质体运输的基本形式是扩散,但胞间连丝对于某些离子和分子却是选择性的。在病毒感染细胞时,病毒的移动蛋白作用于胞间连丝的受体蛋白,结果,胞间连丝被显地扩张（其机理尚不清楚）。于是,病毒的移动蛋白连同与之结合在一起的病毒基因组进入毗邻的健康细胞。一些植物源性的蛋白质也能够通过胞间连丝来运输;推测其方式类似于病毒的移动蛋白。有些植物蛋白质本身就是信号分子,它们调节分化和其他活动。与此相反,还有一些植物蛋白质的共质体运输并不是通过特异的方式来实现的。     

弱光对三年生油桃源叶韧皮组织超微结构的影响

以日光温室内栽培的三年生油桃"早红艳"(Prunus persica L. var. nectarine Ait "Zao Hong Yan")为试材,利用透射电子显微镜(TEM)技术首次对处于正常光照条件和弱光条件下的源叶的韧皮组织进行了超微结构观察,重点研究了叶片超微结构对弱光的响应.结果表明:在正常光照条件下,油桃源叶各级叶脉的筛管和伴胞的平均直径均比弱光条件下的大,表明光能影响细胞的发育,而弱光抑制了细胞的生长.在正常光照下的伴胞具有致密的细胞质,内含丰富的线粒体、内质网、多泡体、囊泡和质体,而弱光下的伴胞明显液泡化,同时含有少量的线粒体和内质网.在弱光条件下也观察到叶绿体基粒片层边缘紊乱,筛孔处于阻塞状态.在弱光下,邻近维管束鞘细胞的叶肉细胞内积累了大量的淀粉粒和少量的线粒体.淀粉粒的积累可能是由于光合同化产物的生产与输出之间的不平衡,这一观察结果有力地支持了大部分叶片是在光照条件下输出其大部分同化产物的观点.在筛管/伴胞、伴胞/韧皮薄壁细胞、韧皮薄壁细胞/韧皮薄壁细胞和韧皮薄壁细胞/维管束鞘细胞之间的胞间连丝密度都在弱光条件下下降,在正常光照强度下支脉筛管/伴胞和韧皮薄壁细胞/维管束鞘细胞之间可以观察到胞间连丝,而在弱光下几乎观察不到胞间连丝的存在,所以同化物的运输在弱光条件下可能以质外体运输为主,而在正常光照强度下,共质体运输可能是主要的运输方式.这些研究结果证明,日光温室内油桃通过源叶韧皮组织超微结构的变化对弱光做出适应性响应.     

Effects of Acetylcholine, Cytochalasin B and Amiprophosmethyl on Phloem Transport in Radish （Raphanus sativas）

We investigated the role of the ＂sieve tube-companion cell complex＂ lining the tube periphery, particularly the microfilament and microtubule, in assisting the pushing of phloem sap flow. We made a simple phloem transport system with a living radish plant, in which the conducting channel was exposed for local treatment with chemicals that are effective in modulating protoplasmic movement （acetylcholine, （ACh） a neurotransmitter in animals and insects; cytochalasin B, （CB） a specific inhibitor of many cellular responses that are mediated by microfilament systems and amiprophos-methyl, （APM） a specific inhibitor of many cellular responses that are mediated by microtubule systems）. Their effects on phloem transport were estimated by two experimental devices： （i） a comparison of changes in the amount of assimilates in terms of carbohydrates and ^14C-labeled photosynthetic production that is left in the leaf blade of treated plants; and （ii） distribution patterns of ^14C-labeled leaf assimilates in the phloem transport system. The results indicate that CB and APM markedly inhibited the transfer of photosynthetic product from leaf to root via the leaf vein, while ACh enhanced the transfer of photosynthetic product in low concentrations （5.0×10^-4 mol/L） but inhibited it in higher concentrations （2.0×10^-3 mol/L） from leaf to root via the leaf vein. Autoradiograph imaging clearly reveals that ACh treatment is more effective than the control, and both CB and APM treatments effectively inhibit the passage of radioactive assimilates. All of the results support the postulation that the peripheral protoplasm in the sieve tube serves not only as a passive semi-permeable membrane, but is also directly involved in phloem transport.     

降香黄檀着叶期和无叶期次生韧皮部筛分子的超微结构

利用透射电镜技术研究了生长在海南岛的热带落叶树降香黄檀(Dalbegia odorifera T.Chen)1—2年生枝条着叶期和无叶期次生韧皮部筛分子的超微结构,并就这两个时期的筛分子进行了比较。着叶期每个成熟筛分子内有一个带尾的纺锤形P-蛋白质体,主体由稠密而散乱的P-蛋白质细纤维组成,尾部呈结晶状;筛分子具有横向端壁和单筛板,在邻近筛板处,细胞壁向筛分子腔内形成明显的突起。无叶期仍然保持着与着叶期大致相同厚度的有功能韧皮部,筛分子具有正常的原生质体,P-蛋白质和筛板孔的结构也与着叶期的相同,但筛分子内有较多的淀粉粒和囊泡。     

紫胶虫四种寄主树次生韧皮部与周皮的解剖学观察

紫胶虫的4种寄主树钝叶黄檀、南岭黄檀、木豆和苏门答腊金合欢的次生韧皮部轴向系统均由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞、纤维组成,径向系统由射线组成。木豆、苏门答腊金合欢中尚有少量石细胞。苏门答腊金合欢筛管分子端壁较倾斜,具复筛板,无明显的 P-蛋白质。其余3种筛管分子端壁均为横向,具单筛板,具 P-蛋白质。根据观察结果分析,4种寄主树2—3年生枝条或具表皮,或木栓层很薄;次生韧皮部的筛管看来均具相对较长的寿命;4种寄主中有3种筛管与伴胞均属特化程度高的类型。     

韧皮部运输和防御作用的分子机理

韧皮部是维管系统的重要组成部分,在物质运输、信息传递、机械支持以及防御作用中发挥重要作用。近年来,在建立了一系列研究方法的基础上,对韧皮部运输和防御功能特别是碳水化合物装载和卸出机理进行了大量研究,克隆出一些特异基因,初步阐明了韧皮部装载的分子机制,取得可喜进展。本文综述了一些相关研究结果,并提出几个有待解决的问题。