花粉管细胞壁结构及胞质运动

花粉管的极性顶端生长是将雄配子体运输到子房的过程,在高等植物有性生殖过程中起着重要的作用。花粉管的生长过程包括许多方面,其中最为重要的是花粉管细胞壁的合成和胞质运动。本文就细胞壁的结构及组成,生殖细胞和营养核的移位,细胞器以及分泌小泡的运动等方面作了较全面论述。     

花粉管细胞结构与生长机制研究进展

花粉管的极性顶端生长是一个复杂的动力学过程,在高等植物有性生殖过程中起着重要的作用。花粉管的生长过程包括许多方面,其中最为重要的是花粉管细胞骨架动态和胞质运动。本文较全面地综述了花粉管的结构、细胞骨架、胞质运动、囊泡转运及循环、线粒体运动以及内质网和高尔基体之间囊泡运动等。     

花粉管细胞结构与生长机制研究进展

花粉管的极性顶端生长是一个复杂的动力学过程, 在高等植物有性生殖过程中起着重要的作用。花粉管的生长过程包括许多方面, 其中最为重要的是花粉管细胞骨架动态和胞质运动。本文较全面地综述了花粉管的结构、细胞骨架、胞质运动、囊泡转运及循环、线粒体运动以及内质网和高尔基体之间囊泡运动等。     

硼缺乏导致花粉管细胞壁多糖分布的改变

集应用免疫细胞化学及显微红外光谱分析技术,深入研究了硼元素对花粉管生长的调节作用。用识别甲酯化果胶的单克隆抗体JIM7和识别酸性果胶的JIM5对离体培养的百合（LiliumlongiflorumThunb．）及烟草（NicotianatabacumL.cv．“PetitHavana”）花粉管进行免疫荧光标记,发现无硼培养导致细胞壁果胶成分呈异常分布,酸性果胶在花粉管顶端大量富集;苯胺蓝诱导荧光法揭示,无硼培养引起胼胝质在顶端细胞壁积累。通过显微红外光谱（FTIR）分析,进一步验证了无硼培养导致细胞壁酸性果胶质含量的增加,并发现酚酯含量比正常情况减少,而游离酚类化合物含量明显增加。上述结果表明,硼可能作为一种相关因子影响关键酶活性,改变细胞壁多糖网状结构以至细胞壁的延展性,从而调节花粉管生长;酚类积累对质膜完整性的影响也会对调节花粉管生长有间接作用。     

细胞壁结合的β—葡聚糖酶对百合花粉管顶端生长的调节作用

从离体培养的麝香百合（Lillum longiforum Thunb.)花粉管细胞壁中分离纯化出β－葡聚糖酶。抑制剂野尻酶素（mojirimycin)使该酶活性明显降低。若在百合花粉培养的初始或培养1h时加入3mmol/L野尻酶素,与对照相比较,花粉的萌发率分别抑制99．6％和91.4％。若把3mmol/L野尻酶素分别在培养的不同时刻（0、1、1．5和2h）加入到液体培养基中,花粉管的生长都即刻受阻。此后,花粉管生长方向稍有改变,且花粉管直径略增,呈弯曲的非正常形态。用视频显微术跟踪记录在正常或含有不同浓度野尻酶素（0.003、0．03、0．3和3mmol/L）的半固体培养粉管直径、胞质内细胞器及囊泡的分布和顶端生长区的区域范围也呈现异常。野尻酶素对花粉管生长的抑制是可逆转的。这些结果表明,β－葡聚糖酶参与百合花粉的萌发和花粉管生长的调节。结合我们已报道的该酶的性质及作用方式,进而推测该酶通过降解1,3－1／1,4－或1,3：1,4－β－葡聚糖,影响细胞壁的延展性,从而对花粉管顶端生长显示调节作用。     

肌动蛋白在丝瓜花粉管顶端生长中的作用

用非固定荧光标记的鬼笔环肽作为肌动蛋白探针观察并证明了丝瓜未萌发的花粉粒和不同生长时期花粉管中肌动蛋白纤丝的分布及其形态变化。又用细胞松弛素Ｂ（ＣＢ）、氯丙嗪（ＣＰＺ）及Ｎ－乙酰马来酰胺（ＮＥＭ）证明了丝瓜花粉管伸长与肌动蛋白暨有密切的关系，也受Ｃａ＾２＋的调节。     

丝状真菌的顶端生长及与细胞壁关系研究进展

丝状真菌菌丝的生长,与其它植物极性细胞（如花粉管、根毛等）生长一样,以细胞的顶端生长为特征（17,’7）,其生长仅限十菌丝顶端的穹窿区域,在直径均匀的后部管状区域则几乎不再伸长。菌丝的顶端生长方式在一个世纪前已被发现（”）,随后的研究对此进行了进一步阐述,指出菌丝的生长速率在顶端最大,距顶lpm处壁的合成速率可能是50Pm处的50倍（12）,而在伸长区的基部,生长速率可能降为零（’7〕。菌丝的顶端生长是多种因素造成的,包括泡囊、肌动蛋白、膨压、细胞壁等（12）,其中最主要的影响来自于菌丝细胞壁。菌丝细胞壁的成分…     

Ca^2＋参与水霉菌丝细胞壁修饰的证据

以细胞壁崩溃酶酶－Ｄｒｉｓｅｌａｓｅ短时间处理水霉菌丝,ＰＨ５．０时可使原生质从菌丝亚顶端喷出, ＰＨ６．０－８．０时则不导致该现象发生;适当浓度ＥＧＴＡＳ的存在,可提高ＰＨ５．０时酶解引起的原生质中吏ＰＨ６．０－８．０时生长菌丝的顶端原生质也喷出,并且喷出多发生在菌丝最顶端,外加ＣａＣｌ２不抑制菌丝顶端原生质的喷出,排除了Ｃａ＾２＋抑制酶活性的可能。随后的跟踪观察显示,长时间以缺Ｃａ＾２＋培养介     

内钙拮抗剂TMB-8对白皮松花粉管细胞壁构建的影响

应用荧光显微技术、激光共聚焦扫描显微技术、单克隆抗体免疫荧光标记技术以及傅里叶变换显微红外光谱分析(FTIR)等手段,研究了内钙拮抗剂TMB-8对白皮松花粉管胞内Ca2+分布、花粉管生长以及细胞肇构建等的影响.结果表明,白皮松花粉管经TMB-8处理后,胞内的Ca2+浓度下降,花粉管内典型的Ca2+浓度梯度消失,花粉萌发...     

肌动蛋白在丝瓜花粉管顶端生长中的作用

用非固定荧光标记的鬼笔环肽作为肌动蛋白探针观察并证明了丝瓜未萌发的花粉粒和不同生长时期花粉管中肌动蛋白纤丝的分布及其形态变化。又用细胞松弛素B（CB）、氯两嗪（CPZ）及N-乙酰马来酰胺（NEM）证明了丝瓜花粉管伸长与肌动蛋白既有密切的关系,也受Ca2 的调节。     

荞麦水合花粉和花粉管中的被膜小泡

荞麦水合花粉粒和生长中的花粉管中内质网潴泡形成的囊袋状结构较少见,但内质网囊袋中含有丰富的被膜小泡,直径约为100－150nm。刚刚形成的花粉管中,被膜小泡主要来自于花粉粒营养细胞的细胞质。生长中的花粉管的被膜小泡可由高尔基体分泌形成。另外还观察到内质网的碎裂也是荞麦花粉管中产生被膜小泡的一种机制。花粉管的被膜小泡中含有花粉管壁的前体物质,与花粉管的壁融合参与花粉管的生长。被膜小泡可能含有与脂体和造粉质体水解有关的酶,参与此类物质的降解。荞麦花柱和柱头细胞内含物的解体物质参与花粉管的生长。     

花粉管生长调控的研究进展

本文从花粉管的生长特性、细胞质组成、细胞骨架、细胞壁的结构与合成、Ｃａ２＋通道和向性生长机制六个方面,综述了近些年来对花粉管生长调控研究的进展。     

从细菌,酵母及植物多糖合成酶的调控看花粉管胼胝质酶的调控

多糖作为结构和能量分子是植物重要的组成成分。植物细胞壁主要万分为多糖。细胞壁在确定细胞生长、形状方面起重要作用,细胞壁还参与细胞的营养吸收、信息传递,也是防止外源对细胞不良影响的第一道防线。不同植物细胞壁的多糖万分可作为食品、建筑及造纸原料,广泛的工业价值。通过描述细菌、酵母及植物多糖合成酶的机制,推断花粉管胼胝质合成酶的可能调控机制。     

Ca~(2+)参与水霉菌丝细胞壁修饰的证据

以细胞壁崩溃酶－Driselase短时间处理水霉（Saprolegniaferax）菌丝,pH5．0时可使原生质从菌丝亚顶端喷出,pH6．0～8．0时则不导致该现象发生;适当浓度EGTA的存在,可提高pH5．0时酶解引起的原生质喷出频率、使pH6．0～8．0时生长菌丝的顶端原生质也喷出、并且喷出多发生在菌丝最顶端。外加CaCl2不抑制菌丝顶端原生质的喷出,排除了Ca2+抑制酶活性的可能。随后的跟踪观察显示,长时间以缺Ca2+培养介质培养菌丝,同样能够导致菌丝顶端原生质喷出。上述研究结果表明,培养介质中Ca2+和H+对菌丝完整性的维持起调节作用,细胞壁上的Ca2+可能参与了水霉菌丝细胞壁物理特性的修饰。     

陆地棉珠孔的结构及花粉管在其中的生长途径

在大多数被子植物中,花粉管经珠孔进入胚珠进而实现受精,但珠孔结构及花粉管在其中的生长途径是植物受精生物学研究中较薄弱的一个环节。迄今仅在向日葵中从超微结构水平上作了详细的研究［１］,因而需要扩大研究的对象。陆地棉花粉管生长所经雌蕊组织中,关于柱头、花柱［２,３］、珠心［４,５］和助细胞［６］的超微结构已有较详细的研究,但涉及珠孔这一环节,只有简单的描述［７］。本文报道我们在这方面的研究结果。材料和方法取陆地棉（ＧｏｓｓｙｐｉｕｍｈｉｒｓｕｔｕｍＬ．）授粉前和授粉后２２小时的胚珠,切除其合点端部分…     

花粉萌发和花粉管生长发育的信号转导

显花植物授粉是一个复杂的发育过程。从花粉落在柱头上开始,经过粘附、识别、水合、萌发,花粉管在花柱内生长,直至到达子房发生双受精作用,整个过程发生在雌、雄两性细胞和组织之间,受到严格的遗传控制和细胞控制。一方面雌雄配子的基因型决定两者是否亲和,另一方面雌雄两性细胞间发生复杂的相互作用,细胞外信号分子是这些过程的主要调控因子。当花粉或花粉管细胞感知外部信号后,必然通过信号转导级联反应,达到控制萌发、调整花粉管生长方向等目的。这一系列动力学的细胞事件,关系到受精的成败。因此研究此过程中的信号及其转换机…     

巴旦杏授粉试验及花粉管生长的荧光显微观察

对巴旦杏4个主栽品种的授粉试验结果表明：自花授粉试验中“鹰嘴”、“双果”坐果率分别为19．74％和4．29％,“纸皮”和“麻壳”坐果率为零;自然授粉状态下4个主栽品种坐果率在9．37％－20．13％之间;人工异花授粉试验中4个品种9个授粉组合坐果率绝大多数都在40％以上,其中混合花粉授粉试验结果最好;人工养蜂条件下的坐果率明显高于无蜂自然授粉的坐果率,昆虫传粉可达到人工混合花粉授粉的效果。授粉试验还表现出巴旦杏雌蕊柱头的有效授粉时间为开花后花期的前4d,授粉越早,越有利于坐果。荧光显微观察表明,巴旦杏花粉管最早约于授粉第7天通过花柱基部到达子房室,第8天前后到达胚珠。     

钙离子在水霉(Saprolegnia ferax)菌丝顶端细胞壁中呈极性分布

焦锑酸钾处理的水霉(Saprolegnia ferax)菌丝显示:焦锑酸沉淀颗粒仅存在菌丝细胞壁而不是原生质中,并呈顶端到基部的极性分布,即在菌丝最顶端细胞壁中丰富致密、重叠在一起,在约3—10μm的亚顶端则变得稍为稀薄而可分辨,在约10μm以后的成熟区域进一步显得松散而无规律。焦锑酸沉淀颗粒可经EGTA螫合处理去除,并经X-射线微区分析证明在3.6—3.7keV区域可产生Sb和Ca元素混合峰,说明焦锑酸沉淀反映了Ca~(2 )的分布。对冷冻干燥菌丝细胞壁表面进行扫描电镜X-射线微区分析,同样证明菌丝细胞壁含有大量的Ca,菌丝最顶端Ca信号强度高于10μm以后的成熟区。由于Ca~(2 )和H~ 可能为一对拮抗因子维持菌丝顶端细胞壁可塑性和刚性间的平衡以保证菌丝顶端生长,我们检验了菌丝生长过程中培养介质的pH变化,证实培养介质pH随培养时间的延长而逐渐下降。上述结果提示细胞壁Ca~(2 )可能在菌丝顶端生长过程中起作用。