WOX蛋白家族调控干细胞发育分子机制的研究进展

WOX蛋白家族是植物特有的一类转录因子家族, 是植物胚胎建成、干细胞维持和器官发生等发育过程中的重要调控因子。越来越多的研究表明, 作为干细胞维持的关键因子之一, WOX蛋白家族通过相似或特异的调控网络参与植物初生分生组织(茎尖和根尖分生组织)和次生分生组织(维管分生组织)等各级干细胞的维持和分化。该文综述了近年来WOX蛋白家族调控干细胞发育分子机制的研究进展, 并对其在单、双子叶植物中功能的保守性进行了比较和分析。     

表观遗传调控植物分枝/分蘖研究进展

分蘖是禾本科植物特有的分枝类型, 是影响作物产量的关键因素之一。分枝/分蘖数由叶腋处侧生分生组织的数量和侧芽的活性共同决定。表观遗传修饰调控植物生长发育的各个方面, 但是如何调控植物的分枝/分蘖数还未见系统报道。该综述归纳了表观遗传调控侧生分生组织的形成和侧芽向外生长两个方面, 并展望了表观遗传在调控植物分枝/分蘖中的研究方向, 以期为通过表观遗传修饰改良作物品种的育种途径提供理论指导。     

银州柴胡根的发育解剖学研究

本研究采用常规石蜡切片结合荧光显微镜技术对银州柴胡根的发育解剖学进行了研究。结果表明:（1）银州柴胡根顶端分生组织由原分生组织及其衍生的初生分生组织组成。原生分生组织细胞体积小、排列紧密、细胞质浓厚、细胞核大而明显,具有典型的分生组织的特点;（2）初生分生组织由根冠原、表皮原、皮层原和中柱原组成。在根发育过程中,表皮、皮层和维管柱共同组成其初生结构。银州柴胡根初生木质部为二原型或三原型,外始式;同时在根表皮细胞的径向壁观察到径向壁的细胞壁加厚;（3）在根次生生长过程中,位于初生木质部和初生韧皮部之间的原形成层恢复分裂能力产生维管形成层,维管形成层不断地向外产生次生韧皮部,向内产生次生木质部;同时位于根内皮层内方的中柱鞘细胞恢复分裂能力产生木栓形成层,木栓形成层向外形成木栓层,向内形成栓内层。在维管形成层和木栓形成层分裂的过程中,在次生韧皮部和中柱鞘组织中产生形态大小不同的分泌道,均为次生的裂生型分泌道。研究认为,银州柴胡根的结构类似于药典收录的北柴胡和红柴胡根的结构特点,但其根表皮细胞径向壁加厚、木纤维的分布、分泌道的大小和数量等有别于柴胡属其它植物,可作为柴胡属植物重要的分类鉴定依据。     

植物茎分枝的分子调控

植物茎分枝结构决定了不同植物的不同形态结构.本文从腋生分生组织的发生、腋芽的生长两个方面综述了近年来植物分枝发生发育相关的分子机理研究及其进展.发现在不同植物中腋分生组织形成的基本机制是相似的,LS（lateral suppressor）及其同源基因在不同植物中都参与腋生分生组织的形成,而BL(blind)及其同源基因也参与调控腋生分生组织的形成.腋生分生组织的形成可能也是受激素调控的.目前,对腋芽生长的分子调控机制的认识主要集中于生长素通过二级信使的作用调控腋芽的生长.而生长素调控腋芽生长的机制已经较为清楚的有两条途径：一是生长素通过抑制细胞分裂素合成来调控腋芽的生长;另一途径是一种类胡萝卜素衍生的信号物质参与生长素的运输调控(MAX途径)来调控腋芽的生长.最新研究表明,TB1的拟南芥同源基因在MAX途径的下游负调控腋芽的生长.此外,增强表达OsNAC2也促进腋芽的生长.     

维管形成层分化的研究

种子植物的生长主要由于顶端分生组织和侧生分生组织的作用,特别是木本植物(例如通常所说的树木)的长粗、长大,基本上是侧生分生组织的维管形成层的活动结果。这些木本植物的维管形成层(简称形成层)向外分化出次生韧皮部,向内形成次生木质部。这种分化形成,界线明显,容易看到它的衍生细胞。     

牛膝茎的发育解剖学研究

应用植物解剖学方法研究了牛膝茎的发育过程。研究结果表明,牛膝茎的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生结构、次生结构和三生生长5个发育阶段。原分生组织具有典型分生组织的细胞特征;初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层。在茎的发育过程中,初生生长和早期的次生生长是正常的,但在次生生长过程中,次生维管组织仅有束中形成层产生,而没有束间形成层的分化和活动。茎的三生生长是由维管柱外侧保留的原形成层细胞发生的额外形成层的活动产生的。额外形成层开始只向内交替产生三生木质部和其间的结合组织,后来向外产生三生韧皮部,形成一轮三生维管束。牛膝茎内的韧皮纤维来源于原形成层,应属于原生韧皮部性质。牛膝茎中的2个外韧型髓维管束也来源于原形成层,与正常维管束在位置上没有相关性。但其结构类型具有多样性,有时可形成不完全的周木型髓维管束。     

毛青藤茎的发育解剖学研究

毛青藤茎顶端的原生分生组织由原套和原体组成,其行生细胞形成初生分生组织──原表皮、原形成层和基本分生组织。初生分生组织的衍生细胞分化形成茎的初生结构,包括表皮、皮层、维管束和髓。随着茎的继续发育,维管形成层开始活动,由束中形成层产生次生韧皮部和次生木质部分子,而束间形成层仅产生薄壁组织细胞形成宽的射线。在原生韧皮部筛管分化成熟的过程中,韧应部外方仍保留1—2层原形成层细胞,以后,它们分裂为多层纤维原始细胞,在次生结构形成时,这些细胞的细胞壁加厚,形成初生初皮纤维。茎始终未产生用皮。     

白鲜根的发育解剖学研究

应用半薄切片、常规石蜡切片并结合离析法,对药用植物白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz.)根的发生发育过程进行了研究。结果表明:白鲜根的发生发育过程包括4个阶段,即原分生组织阶段、初生分生组织阶段、初生结构阶段以及次生结构阶段。原分生组织位于根冠内侧及初生分生组织之间,衍生细胞分化为初生分生组织。初生分生组织由原表皮、基本分生组织以及中柱原组成。原表皮分化为表皮,基本分生组织分化为皮层,中柱原分化为维管柱,共同组成根的初生结构;在初生结构中,部分表皮细胞外壁向外延伸形成根毛,皮层中分布有油细胞,内皮层有凯氏带,初生木质部为二原型或偶见三原型,外始式;根初生结构有髓或无。次生结构来源于原形成层起源的维管形成层的活动以及中柱鞘起源的木栓形成层的活动;白鲜次生韧皮部宽广,其中多年生根中可占根横切面积的85%,另外除基本组成分子外,还分布有油细胞;周皮发达,木栓层厚;初生皮层、次生木质部和次生韧皮部薄壁细胞中常充满丰富的淀粉粒。     

乌拉尔甘草根与根状茎发育解剖学研究

应用常规石蜡切片方法,对乌拉尔甘草根和根状茎的结构及其发育进程进行研究.结果显示:(1)乌拉尔甘草根的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生生长和次生生长4个发育阶段.原分生组织由3层原始细胞组成,具有典型分生组织细胞的特征;初生分生组织由根冠原、表皮原、皮层原和中柱原组成;初生结构包括表皮、皮层和中柱,初生木质部为4原型,偶见3原型,内皮层细胞具凯氏带;次生生长依靠维管形成层和木栓形成层活动完成,维管形成层源于初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞,而木栓形成层由中柱鞘细胞脱分化产生;次生结构由次生维管组织和周皮共同组成,根中央不具髓.(2)根状茎发育过程与地上茎类似,包括原分生组织、初生分生组织、初生生长和次生生长4个发育阶段.原生分生组织由原套和原体组成,其衍生细胞分化成由原表皮、基本分生组织和原形成层组成的初生分生组织;初生结构包括表皮、皮层、外韧维管束、髓和髓射线,维管束呈环形排列;位于维管束中的原形成层细胞恢复活动产生次生木质部和次生韧皮部,束间形成层产生射线细胞;靠近维管束内侧的皮层薄壁组织细胞脱分化产生木栓形成层,以后形成周皮.周皮、次生维管束、射线和髓共同构成根状茎的次生结构.     

生长素调控植物株型形成的研究进展

高等植物通过调节顶端分生组织和侧生分生组织的活性建立地上株型系统,分生组织的活性受环境信号、发育阶段和遗传因素的综合调控,植物激素参与这些信号的整合。顶端优势是植物分枝调控的核心问题,而生长素对顶端优势的形成和维持发挥关键作用。本文综述了近几年与植物地上部分株型形成相关的生长素合成代谢、极性运输及信号转导领域的研究进展,并提出了展望。     

生长素调控植物株型形成的研究进展

高等植物通过调节顶端分生组织和侧生分生组织的活性建立地上株型系统, 分生组织的活性受环境信号、发育阶段和遗传因素的综合调控, 植物激素参与这些信号的整合。顶端优势是植物分枝调控的核心问题, 而生长素对顶端优势的形成和维持发挥关键作用。本文综述了近几年与植物地上部分株型形成相关的生长素合成代谢、极性运输及信号转导领域的研究进展, 并提出了展望。     

AS1/AS2基因在叶形态建成中的作用研究进展北大核心CSCD

植物叶片背-腹轴极性建立是叶片形态建成的重要过程之一。ASYMMETRIC LEAVES1/ASYMMETRIC LEAVES2(AS1/AS2)是植物叶片发育中背-腹面极性关键的转录因子,直接或间接与多个蛋白或miRNAs相互协作,共同调控植物叶片发育与形成过程。本文主要综述了拟南芥、大白菜等植物AS1/AS2保守结构特征及其参与叶片侧生器官形成的启动、叶片背腹极性建立的调控等功能,总结了AS2参与植物生长激素的运输及分布、植物育性及花器官发育、植物抗病反应等生物学功能,并对今后AS1/AS2调控植物发育机制中的具体研究方向进行了展望。本文对AS1/AS2在植物发育过程功能的总结与展望,将为深入揭示AS1/AS2生物学功能的分子机制提供思路,为叶类蔬菜的新种质资源创新提供重要的理论依据。     

桔梗根的发育解剖学研究

以桔梗(Platycodon grandiflorum A.DC)根为材料,运用石蜡切片和半薄切片法对其根的发育过程及结构进行解剖学观察,并对不同年限根的结构进行了比较。结果表明:桔梗根的结构发育过程包括原生分生组织、初生分生组织、初生生长和次生生长4个阶段。其原生分生组织由3群原始细胞组成,表现出典型分生组织的细胞学特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原;初生结构由表皮、皮层和中柱组成,其中皮层薄壁细胞占主要地位,初生木质部为二原型;次生生长主要依靠维管形成层和木栓形成层的活动来完成,其次生结构从外到内由周皮和次生维管组织组成,次生维管组织占主导地位,其中以薄壁细胞为主,维管分子少量,分散在薄壁组织中。不同年限的根的结构基本相同,但它们在主根长度和直径、周皮厚度、木质部与韧皮部面积之比等方面存在差异。     

泽漆营养器官发育解剖学研究

采用石蜡切片法、半薄切片法对泽漆营养器官的发育过程进行了观察,同时对3种器官中乳汁管的分布和大小进行了分析。结果表明:泽漆根的发育类似于草本双子叶植物根的一般发育规律。初生木质部为三原型。茎的初生结构由表皮、皮层、维管束环和髓构成,其髓中有空腔,而茎的次生生长过程中维管形成层的活动短暂,仅产生少量次生维管组织,不形成周皮。叶的发育包括原分生组织、初生分生组织和成熟结构3个阶段,属于异面叶结构。泽漆乳汁管主要分布在维管束韧皮部的外侧。在3种器官中,乳汁管直径差异较大,依次为根>茎>叶。     

生长素调控植物根尖干细胞维持研究取得重要进展

和动物不同,高等植物只能固着生长的特点决定了其能够根据复杂的环境条件不断地调整器官的发生和发育进程。植物生长发育的这种可塑性是由于在茎尖和根尖生长点分生组织中央有一个具有持续分裂能力和分化功能的干细胞组织结构。这些干细胞伴随着植物的一生,它们的分化不仅产生了所有的地上和地下器官,而且会根据内外环境信号来决定器官的发生、生殖生长、成熟和衰老等生物学过程。因此植物干细胞是生长发育的源泉和信号调控中心。     

滴水珠珠芽发育过程研究

珠芽是滴水珠(Pinellia cordata)的营养繁殖结构,为揭示滴水珠珠芽发育过程中的特征,该研究以野外采集材料进行盆栽观察试验,通过形态观察法和石蜡切片方法,探索滴水珠叶片和叶柄处珠芽发育过程中的形态学和解剖学结构特征。结果表明:滴水珠珠芽发育过程在形态上分为叶柄无现象时期、早期珠芽结构分化和珠芽膨大成熟时期三个时期;相应的解剖学发育时期为珠芽原基启动期和形成期、原基分化期和膨大成熟期四个阶段。叶片和叶柄珠芽起始细胞均由叶柄腹面表皮下层薄壁细胞组织脱分化形成,起始细胞不断分裂形成细胞团最后发育成珠芽原基;在原基分化期的特征是生长点形成,最终分化形成芽原基和鳞片叶;膨大成熟期的特征是珠芽结构不断生长,生长点侧生分化鳞片叶增多。叶片和叶柄处珠芽成熟脱落时期为灰色椭圆形结构,测得平均直径分别为(2.79±0.40)mm和(2.69±0.36)mm,外部有鳞片包裹,内部含大量营养物质。在环境适宜条件下,珠芽遇土萌发,萌发率达75%。这表明滴水珠珠芽与同属植物半夏珠芽发育过程差别不大,都是无性克隆营养繁殖体结构。     

远志根的形态发生及组织化学研究

应用植物解剖学方法对远志(Potygda tenuiflia Willd.)根的发生和发育过程,以及1 a生与2 a生根的结构进行了比较观察,还应用组织化学方法对远志根储藏物质及主要药用成分积累部位进行了研究.结果表明:远志的药用部位为其主根,发育过程包括原分生组织、初生分生组织、初生结构和次生结构4个发育阶段.原分生组织来源于胚根,由3群原始细胞组成,具有典型分生组织的细胞学特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原;初生结构由表皮、皮层和维管柱组成,初生木质部为二原型;次生生长主要是依靠维管形成层和木栓形成层的活动来完成.木栓形成层由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成,并且产生多层栓内层薄壁细胞.2 a生远志根的基本结构与1 a生的基本相同,只是栓内层增加至10层以上.远志根的储藏物质主要是脂类物质及少量的多糖.远志皂苷积累在远志根的薄壁细胞中,而山酮类化合物主要分布在根的木栓形成层、栓内层薄壁细胞和次生韧皮部中.     

植物器官的额外形成层和异常构造

在大多数教科书中所讨论的,主要是各种器官的原形成层、形成层及由它们的分裂活动所形成的正常构造,而对额外形成层和异常构造较少涉及。但是,它们在自然界中并不少见,尤其是在一些热带植物和藤本植物中,例如:苋科、藜科、防己科、紫茉莉科等。本文仅对额外形成层和异常构造以及组成额外形成层的三生分生组织作一些初步的介绍。三生分生组织从发生时间上看,要晚于原生、初生和次生分生组织;从所处位置看,相当于侧生分生组织。它同次生分生组织一样,是由已经分化成熟的薄壁细胞,经过再生作用,重     

木立芦荟茎的发育解剖及其异常结构的研究

应用植物解剖学方法研究了木立芦荟（Aloe arborescens Mill.）茎的发育过程。研究结果表明,木立芦荟茎的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生结构和次生生长4个发育阶段。原分生组织具有典型分生组织的细胞特征;初生分生组织包括原表皮、基本分生组织和原形成层束。初生结构由表皮、薄壁组织和维管束组成。初生维管束为外韧有限维管束,分散于薄壁组织内。次生加厚分生组织起源于正常的散生维管束柱外侧的薄壁组织细胞。次生加厚分生组织切向分裂,向外侧产生的细胞分化成薄壁组织;向内产生的细胞,一部分细胞分化成为薄壁组织细胞,称为结合组织,另一部分细胞则分化成次生周木维管束,分散于结合组织中。由表皮之内的一层薄壁组织细胞恢复细胞分裂能力,进行切向分裂,以后形成周皮。木立芦荟茎初生结构阶段的增粗主要是基本分生组织和薄壁组织细胞的分裂和体积增大的结果。在老茎中,茎的增粗主要是由次生加厚分生组织进行细胞分裂及其衍生细胞体积增大的结果。     

牛膝根的发育解剖学研究

应用植物解剖学方法研究了牛膝(Achyranthes bidentataBlume.)根的发育过程.研究结果表明,牛膝根的发育包括原分生组织、初生分生组织、初生结构、次生结构和三生生长5个发育阶段.原分生组织具有典型分生组织的细胞特征;初生分生组织包括根冠原、表皮原、皮层原和中柱原;初生结构由表皮、皮层和中柱组成.其内皮层细胞上凯氏带明显.初生木质部多为二原型;次生结构从外到内由周皮和次生维管组织组成,其木栓形成层由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成,次生结构中,次生维管组织占主要地位;牛膝根的进一步加粗主要是由于三生结构的发生和分化.第一圈额外形成层产生于次生韧皮部外侧的薄壁组织细胞和射线细胞,以后的每一圈由前一圈向外衍生的薄壁组织细胞产生.额外形成层无纺锤状原始细胞和射线原始细胞之分,在切向纵切面上呈叠生排列.三生维管束以离心方式排列成整齐的同心环状,由薄壁结合组织将其彼此分开,其圈数与额外形成层的圈数是一致的,随着根的个体发育而不断增加.