花粉管导向控制机制的研究取得重要进展

植物从水生向陆生进化过程中,精细胞丧失了运动能力,需要依靠花粉管把它递送到雌配子体--胚囊中与卵子融合,完成受精。花粉管导向是一个精确调控的雌-雄配子体细胞相互识别的过程。胚囊释放吸引信号,花粉管接收信号     

中国科学家在植物受精过程中雌雄配子体信号识别机制研究中取得突破性进展

阐明植物雄配子体与雌配子体互作的分子机理一直是植物有性生殖研究的前沿和热点。但限于研究难度较大, 很多重要科学问题仍有待回答。关于花粉管如何感知雌配子体信号从而定向生长进入胚囊以投送精细胞就是悬疑多年的问题之一。最近, 中国科学家在解析雄配子体感知雌配子体引导信号的分子机制方面取得了突破性进展。     

高等植物受精过程中雌-雄相互作用的分子调控机制

从广义上讲,被子植物的受精过程是指花粉粒落到柱头上萌发形成花粉管,花粉管穿过柱头沿着引导组织生长进入子房内,最终在胚囊中实现精细胞与卵细胞以及中央细胞分别融合从而起始胚胎和胚乳的发育．被子植物的精细胞由于不具有鞭毛而无法自由移动,因此在受精过程中需要借助于花粉管来将精细胞运送到胚囊中．花粉管通过与雌性的孢子体组织之间的相互作用和识别将精细胞准确地运送到胚珠附近,而最终将精细胞准确地运送到胚囊内的过程则是受到了雌配子体细胞的控制．可以说,受精的成功实现有赖于雌性和雄性细胞之间的持续的识别和相互作用,这种互作具有多样性和阶段特异性．本文将主要综述被子植物受精过程中花粉粒以及花粉管与多种雌性孢子体组织以及雌配子体之间的信号互作研究．     

花粉管向胚珠方向生长的控制机理

被子植物的受精过程复杂而精细,包括柱头识别、花粉管萌发、花粉管穿过花柱、花粉管进入珠柄和胚囊、释放精子等过程。花粉管准确定位于胚珠,从珠孔进入胚囊对于受精过程的完成具有重要意义。本文主要介绍雌配子体在花粉管向胚珠生长过程中导向机理。     

植物雌配子体发育的分子调控

植物雌配子体发育是一个复杂而有序的生物学过程,这个过程包括大孢子发生和雌配子体发生两个连续的阶段,涉及许多重要的生物学事件和复杂的调控过程。近年来,分子生物学研究迅速发展,植物雌配子体发育研究取得了重要进展。现主要对近年来雌配子体发育中关键调控事件的研究进展进行归纳和总结。     

被子植物助细胞的发育和功能

助细胞是被子植物雌配子体的组成细胞之一, 是大多数被子植物完成受精作用的关键环节之一。在受精过程中, 助细胞吸引花粉管向雌配子体生长, 并接受花粉管长入细胞程序死亡助细胞中。接下来的花粉管停止生长和花粉管顶端破裂释放出2个精细胞的过程可能也依赖于助细胞。另外, 雄性生殖单位的解体、提供精细胞的运动轨道和启动精细胞合成DNA的生物学事件也可能与助细胞有关。助细胞的形态结构已研究得比较清楚, 但有关助细胞的发育机理和它在受精过程中的作用则仍不明确。近年来对助细胞的研究又取得了一些新结果, 尤其是一些分子生物学的研究结果为揭示助细胞的功能提供了重要线索。该文总结了这方面的研究成果, 并对助细胞的生殖功能进行了分析。     

被子植物助细胞的发育和功能

助细胞是被子植物雌配子体的组成细胞之一,是大多数被子植物完成受精作用的关键环节之一。在受精过程中,助细胞吸引花粉管向雌配子体生长,并接受花粉管长入细胞程序死亡助细胞中。接下来的花粉管停止生长和花粉管顶端破裂释放出2个精细胞的过程可能也依赖于助细胞。另外,雄性生殖单位的解体、提供精细胞的运动轨道和启动精细胞合成DNA的生物学事件也可能与助细胞有关。助细胞的形态结构已研究得比较清楚,但有关助细胞的发育机理和它在受精过程中的作用则仍不明确。近年来对助细胞的研究又取得了一些新结果,尤其是一些分子生物学的研究结果为揭示助细胞的功能提供了重要线索。该文总结了这方面的研究成果,并对助细胞的生殖功能进行了分析。     

花粉管钙信号特性及其调控研究进展

花粉管在花柱中生长受多个信号分子的协同调控,钙离子在其中发挥着重要作用.钙是一种重要的第二信使,它将外界的多种生物或非生物信息转化为对细胞内基因表达以及细胞生理反应的调控.钙信号表达方式是胞内自由钙浓度的特异性变化.该文对国内外近年来有关花粉管生长中钙信号特性及其调控的研究进展,如花粉管尖端自由钙离子浓度梯度与胞内钙振荡、花粉管质膜钙转运体的鉴定及其调控特性、花粉管钙信号与微丝和ROP蛋白的关系以及花粉管钙信号与植物自交不亲和性反应的关系等进行综述,为深入开展相关研究提供参考.     

凯特杏花粉的离体培养及影响因子分析

采用离体培养法,在不同培养基组分含量、pH值、温度及植物生长调节物质的培养条件下,对凯特杏(Prunus armeniacaL.cv Katy)花粉的离体萌发和花粉管生长状况进行观察研究。结果表明:(1)凯特杏花粉离体萌发及花粉管生长的适宜培养基为20%蔗糖 0.04%硼酸 0.01?Cl2,最适pH为6.0,最适温度为20℃,培养20 h后,花粉的萌发率达68.76%,花粉管长度达1 083.53μm。(2)不同植物生长调节物质对花粉萌发和花粉管生长作用不同,赤霉素浓度为5~8 mg/L、矮壮素浓度为10~150 mg/L、多效唑浓度为5~10 mg/L时对凯特杏花粉萌发和花粉管生长都有促进作用,但国光丁酰肼对凯特杏花粉萌发和花粉管生长均有抑制作用。     

微丝骨架的构成及其对花粉管极性生长的调控作用

微丝骨架是细胞骨架的重要组成部分,它由肌动蛋白和肌动蛋白结合蛋白组成,广泛存在于真核细胞中。近年来,大量研究表明植物花粉及花粉管中存在丰富的微丝骨架。目前,在微丝骨架作为信号转导途径的靶标参与对花粉管极性生长的调控、微丝骨架在花粉和花粉管中的分布及其在花粉管生长过程中与其他信号分子之间的相互作用等方面取得了一系列突破性进展。     

被子植物受精机制研究的新天地

<正>受精作用是植物世代交替中配子体世代向孢子体世代转换的关键环节,也是连接亲代与子代的桥梁.因而,一个多世纪以来一直备受植物学家关注.经过长期进化,被子植物已经建立了非常完善的受精系统,其中一个重要的保障机制是花粉通过形成花粉管将雄配子定点投送到雌配子的近旁,从而确保了受精作用的高效率和稳定性.同时,也展示了一个令人叹为观止的现象.花粉管需要穿过雌蕊的柱     

有花植物的有性生殖

花是有花植物（被子植物）的有性生殖器官。在雄蕊的花药中产生雄配子体,通常称花粉;在雌蕊子房内的胚珠中发育雌配子体,通常称胚囊。在花粉或花粉管中形成的一对精细胞分别与胚囊中的卵和中央细胞受精,由此产生胚和胚乳。随着胚和胚乳的发育,整个胚珠发育为种子。这是被子植物有性生殖的一般过程。     

有花植物的有性生殖

花是有花植物（被子植物）的有性生殖器官。在雄蕊的花药中产生雄配子体,通常称花粉;在雌蕊子房内的胚珠中发育雌配子体,通常称胚囊。在花粉或花粉管中形成的一对精细胞分别与胚囊中的卵和中央细胞受精,由此产生胚和胚乳。随着胚和胚乳的发育,整个胚珠发育为种子。这是被子植物有性生殖的一般过程。     

从柱头到胚囊—花粉管发育研究进展

花粉管的生长和发育是植物有性生殖过程中重要环节。本文首先介绍了花粉管的结构及其脉冲生长方式。     

DUF784基因在花粉管导向中的功能分析

花粉管导向是高等植物完成双受精过程的重要环节,是受多重信号调控的复杂过程.最近的研究揭示,配子体阶段花粉管导向的诱导信号分子是一类具多态性的富含半胱氨酸的防卫素类似蛋白,如来自玉米的ZmEA1和蓝猪耳草中的LUREs在吸引花粉管进入珠孔起重要作用.但是拟南芥及其它植物中此类信号未知.转录组学分析表明,一组DUF784基因可能在花粉管导向中起到重要作用.通过RNAi技术降低一组DUF784基因的表达,分析发现在RNAi转基因植株中,出现胚珠败育现象,花粉管导向出现异常,一部分花粉管不能进入珠孔.另外,用MYB98基因的启动子携带1个DUF基因的编码区,然后转化ccg突变体,发现ccg转基因株系中胚胎败育率下降,即DUF基因能部分互补ccg突变体的表型;从这两方面证实了DUF784基因在花粉管定向导入过程中的作用.     

雌、雄配子体间及雌配子体成员细胞间的通讯

被子植物的双受精是一个复杂而精密的调控过程.成功的受精依赖于配子体的正确发育以及雌配子体与雄配子体间的相互识别.研究表明,雌配子体自身成员细胞间存在广泛的胞间通讯.这种通讯不仅影响不同细胞的发育进程,也决定细胞的发育命运,从而保证雌配子体的正常发育.此外,雌配子体与雄配子体间存在胞间通讯,这种胞间通讯是雌配子体与雄配子体间相互识别的分子基础,精确调控了雄配子体准确进入珠孔、在雌配子体内适时停止伸长、尖端破裂并在特定位置释放精细胞等过程.本文概述了这些方面的最新进展,梳理胞间通讯的途径与信号,并展望了未来雌、雄配子体间及雌配子体成员细胞间通讯的研究方向与可能的应用前景.     

钙离子在花粉管伸长中的作用——介绍关于花粉管伸长机理的一个新模型

花粉管的萌发和伸长是种子植物生殖过程中的一个重要环节。研究花粉管伸长的机理,无论对生产实践还是对植物学的理论都有重大意义。虽然人们很早就发现了这一现象,但只是在人工培养花粉粒萌发成功后,其研究工作才取得较大的进展。人们发现,花粉管的生长是很迅速的,在离体培养的条件下,每小时可达数毫米,而其生长仅仅限于花粉管顶端大约3—5微     

黄檗(芸香科)的珠孔塞和珠孔的形态发育及花粉管在子房室中的生长路径

利用扫描电子显微镜术和光学显微镜术研究了黄檗(Phellodendron amurense Rupr.)的珠孔塞和珠孔的形态发育和花粉管在雌蕊中的路径.黄檗胚珠的珠孔塞起源于珠柄.随着胚珠生长,珠孔塞逐渐增大,胚珠成熟时珠孔塞变得相当大并紧密地覆盖在珠孔上.当雌花进入可传粉期时,珠孔塞的形态发生很大变化,其表面细胞径向延伸,形成柱形、半乳突或乳突细胞.受精后,珠孔塞体积变小并逐步退化.花粉管在子房室中并非一定经过珠孔塞结构.花粉管是否经过珠孔塞取决于它们进入子房室的位置.我们不支持先前研究者关于珠孔塞主要充当对花粉管生长的机械作用的观点.我们对黄檗胚珠的珠孔的形态发育研究显示,在不同的生殖时期,珠孔的结构会发生变化,在传粉时期它的结构显示不对称性.黄檗珠孔塞和珠孔的发育与雌配子体发育存在密切关系.     

花粉管生长和极性引导的孢子体和配子体控制研究进展

双受精是被子植物特有的生殖方式,精细胞只有通过花粉管穿过花柱才能到达子房、胚珠受精。花粉管在母本组织中的生长和引导包括孢子体控制(sporophytic control)和配子体控制(gametophytic control)两个连续的过程,现已克隆出不同阶段花粉管生长和引导的基因,通过分析其表达调控揭示出花粉管生长和引导的分子机制。该文就近年来国内外有关花粉管生长和极性引导的调控机制研究进展进行综述,并对禾本科(Poaceae)和十字花科(Brassicaceae)植物花粉管引导的异同点进行了比较分析。     

G蛋白对花粉管生长的调控作用

花粉萌发和花粉管生长是花粉与雌蕊相互作用过程中受到高度调控的发育过程,它涉及花粉与雌蕊的识别作用、细胞间及细胞内信息传递等生理反应。近年的研究表明G蛋白作为一类重要的信号分子在调控花粉管生长中起重要作用。着重介绍G蛋白对花粉管生长的调控作用以及此过程中G蛋白与其它信号组分的协同作用。