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。     

花生子房柄的结构及其伸长生长的研究

幼嫩的子房柄包括表皮、皮层和维管柱三部分;次生生长后产生周皮、皮孔和次生维管组织。子房柄的细胞分裂区位于距果针顶端0.9—1.9mm 处,而细胞伸长区则位于距果针顶端后2.0—4.5mm 处,这两个区域在果针顶端以后的2.0—2.5mm 之间重叠。子房柄直放或横放都向地生长。子房柄薄壁细胞中的淀粉粒分布在靠近地面的细胞壁上,可以认为子房柄的正向地性生长与细胞的淀粉平衡石分布有密切的关系。     

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。     

白色念珠菌CaECM25基因对细胞形态发生、细胞增殖及致病性的影响

白色念珠菌（Candida albicans）作为一种重要的机会性病原真菌,其致病性与细胞形态、细胞壁构成以及细胞生长速率都有着密切的关系．通过同源比对,在白色念珠菌中克隆了CaECM25基因,并构建了Caecm25A／A缺失突变体,对其是否影响细胞形态发生、细胞壁代谢以及致病性等进行了分析．结果显示,该基因的缺失会导致母细胞和子细胞分离异常,细胞生长速率明显变慢,真菌丝和假菌丝的伸长受阻,细胞黏附能力有所降低．动物实验模型表明,CaECM25基因的缺失会导致白色念珠菌毒力的下降．由此推测,白色念珠菌CaEcm25p为细胞壁合成与代谢以及细胞形态发生所需,并与其致病性相关．     

红光和Ca~(2 )对与绿豆下胚轴伸长有关的细胞壁酶的影响

作为去黄化过程中的一个反应——植物茎伸长受光抑制的现象,已有不少研究。人们发现,胚轴长度受光的调节,对红光尤其敏感（lion1982）。红光抑制绿豆下胚轴切段伸长（王小菩和潘瑞炽1990）,却促进绿豆下胚轴原生质体膨大,钙在此过程中起第二信使的作用（龙程等1994a,b）,但红光促进原生质体膨大却抑制切段伸长的机理尚不清楚。我们认为问题的症结可能在细胞壁,因为植物细胞的生长（伸长和扩大）在很大程度上取决于细胞壁的松弛和伸展。植物细胞只有当细胞壁酶作用于细胞壁使之松弛时,才能在膨压的作用下吸水长大（Taiz1984）。因…     

柿树炭疽菌侵染寄主的细胞学研究*

超微结构研究表明,柿树炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染后在寄主细胞中形成初生菌丝和次生菌丝,寄主细胞膜外沉积了一层厚的电子不透明物质,初生菌丝与具有沉积物的寄主原生质膜之间有一层界面基质(interfacial matrix)。当初生菌丝扩张并侵染相邻细胞时, 围绕着初生菌丝层的界面基质消失,具有沉积物的原生质膜被逐步降解。初生菌丝在穿透寄主细胞壁过程中形成一个漏斗状的菌丝锥,然后穿透寄主细胞壁并迅速膨大, 然后形成厚壁的初生菌丝。初生菌丝在寄主细胞壁中收缩狭窄处产生一个隔膜,隔膜两边菌丝中细胞质的电子密度明显不同,菌丝锥中有浓密的电子密度。死体营养的次生菌丝在死的细胞中繁殖和扩展,并产生分枝。次生菌丝可直接穿透较薄的寄主细胞壁,无缢缩或任何变形现象,菌丝顶端部分未见隔膜产生;在穿透较厚的细胞壁时,靠近顶端处产生隔膜,顶端细胞膨大,使寄主细胞壁撕裂。接种90h后分生孢子盘在枝条表面形成。柿树炭疽菌其侵染过程有两个阶段,即初生菌丝的活体营养阶段和次生菌丝的死体营养阶段。     

柿树炭疽菌侵染寄主的细胞学研究

超微结构研究表明,柿树炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)侵染后在寄主细胞中形成初生菌丝和次生菌丝,寄主细胞膜外沉积了一层厚的电子不透明物质,初生菌丝与具有沉积物的寄主原生质膜之间有一层界面基质(interfacial matrix)。当初生菌丝扩张并侵染相邻细胞时,围绕着初生菌丝层的界面基质消失,具有沉积物的原生质膜被逐步降解。初生菌丝在穿透寄主细胞壁过程中形成一个漏斗状的菌丝锥,然后穿透寄主细胞壁并迅速膨大,然后形成厚壁的初生菌丝。初生菌丝在寄主细胞壁中收缩狭窄处产生一个隔膜,隔膜两边菌丝中细胞质的电子密度明显不同,菌丝锥中有浓密的电子密度。死体营养的次生菌丝在死的细胞中繁殖和扩展,并产生分枝。次生菌丝可直接穿透较薄的寄主细胞壁,无缢缩或任何变形现象,菌丝顶端部分未见隔膜产生;在穿透较厚的细胞壁时,靠近顶端处产生隔膜,顶端细胞膨大,使寄主细胞壁撕裂。接种90h后分生孢子盘在枝条表面形成。柿树炭疽菌其侵染过程有两个阶段,即初生菌丝的活体营养阶段和次生菌丝的死体营养阶段。     

pH影响Ca~(2 )和EGTA对水霉(Saprolegnia ferax)菌丝顶端生长的作用效应

水霉(Saprolegia ferax)菌丝在pH6.0-8.0的OM液体培养基中生长良好,在pH5.0时生长速率有所下降,在pH3.0—4.0时停止生长。短时间(30min)作用研究表明,低浓度的CaCl_2促进pH5.0(1—5mmol/L)和pH6.0(1mmol/L)条件下的菌丝顶端生长,抑制pH7.0—8.0条件下的菌丝生长。1mmol/L以上的EGTA则抑制pH5.0条件下菌丝顶端生长,促进pH6.0—8.0条件下的菌丝顶端生长。但CaCl_2和EGTA都不能使pH3.0—4.0条件下的菌丝恢复生长。长时间(8h)作用跟踪观察表明,2mmol/L EGTA(pH6.8)短时间作用可促进菌丝生长,但随着培养时间延长,则产生抑制作用,并诱导原生质从菌丝最顶端喷出。说明细胞壁Ca~(2 )起着提供胞外Ca~(2 )源和细胞壁修饰成分的双重作用。Ca~(2 )通道阻断剂verapamil对菌丝顶端生长的抑制作用也说明顶端生长所需的Ca~(2 )来自胞外。     

培养介质pH和EGTA对水霉(Saprolegnia ferax)菌丝细胞肌动蛋白的分布与结构的影响

菌丝在pH 5.0—8.0介质中维持顶端生长,Rhodamin-phalloidin荧光探针显示在菌丝顶端都存在F-actin的“帽子”结构;加入EGTA到培养介质中不影响菌丝的顶端生长和actin的“帽子”结构。值得注意的是:菌丝的Rhodamin-phalloidin荧光强度大小与菌丝顶端生长速率成正比;在含有或不含有EGTA的pH5.0培养条件下,菌丝的生长速率均很低,且后部颗粒状的荧光斑点消失;在pH 3.0-4.0培养介质中菌丝生长停止,不但F-actin“帽子”结构消失,整个菌丝荧光也变得非常微弱无法观察,提示酸性pH可引起F-actin的解聚,从而导致生长速率下降甚至生长停止。     

祁连山中部祁连圆柏年内径向生长对气候因子的响应

通过对祁连山中部葫芦沟流域的祁连圆柏连续采集微树芯,对其形成层活动和径向生长动态进行了连续两年的监测研究。结果表明,2012年细胞壁加厚和细胞成熟阶段开始时间分别发生在6月26日和7月24日,比2013年细胞壁加厚（6月22日）和细胞成熟阶段（6月26日）开始时间分别晚5 d和28 d。2012年细胞扩大、细胞壁加厚和细胞成熟阶段结束时间分别为7月16日、8月9日和9月8日,比2013年各阶段结束时间分别晚7、28 d和24 d。2012年最大细胞分裂速率为0.33细胞/d,共形成20.9个细胞,细胞分裂速率和木质部细胞总数均高于2013年。通过与附近气象站记录的气象数据进行对比,发现祁连圆柏生长开始时间在温暖年份显著早于寒冷年份,说明祁连圆柏的径向生长开始时间与温度有关。但2013年春季和夏初的高温导致区域干旱程度加剧,使祁连圆柏生长结束时间显著早于2012年,并导致2013年的木质部细胞总量和生长速率都小于2012年。研究表明,在寒冷干旱地区,尽管升温会使生长季提前,但升温导致的干旱胁迫可能对树木的生长速率和木质部细胞总量产生重要影响。     

Ca2+参与水霉菌丝细胞壁修饰的证据

以细胞壁崩溃酶-Driselflse短时间处理水霉(Saprozegma ferax)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。     

小麦条锈菌吸器母细胞入侵菌丝现象的进一步研究

应用电镜技术对小麦条锈菌吸器母细胞入侵自身菌丝的现象进行了研究,观察发现,在吸器母细胞与寄主细胞和菌丝细胞同时相接触的情况下,入侵栓可在与寄主细胞接触处形成,也可在与菌丝接触处形成;在菌落中心部位,吸器母细胞虽然未与寄主细胞接触,但同样可在与菌丝细胞接触处产生入侵栓;吸器母细胞在与菌丝接触处形成的人侵栓,其超微结构正常,并且可侵入到菌丝细胞壁内,但是未能穿透菌丝细胞壁。本文观察结果表明,小麦条锈菌吸器母细胞和人侵栓形成所需诱导因子可能是物理接触作用,而不涉及到化学作用,并且该病菌与寄主间的识别作用可能发生在入侵栓形成之后。     

三唑酮对玉米弯孢病菌超微结构和细胞化学的影响

三唑酮(triadimenfon)属于麦角甾醇类生物合成抑制剂(ergosterol biosynthesis inhibitors．EBI),具有较广的抗真菌谱,明确其对玉米弯孢菌发育的影响可为该杀菌剂的田间应用提供理论依据。利用电镜技术和细胞化学技术观察的结果表明,玉米率孢菌经三唑酮处理后,菌丝生长明显受到抑制,表现为菌落生长速度减慢、菌丝分枝增多,且不观则地肿大和缢缩,出现许多瘤状突起,处理菌丝明显畸形。透射电镜观察结果表明,三唑酮可引起菌丝细胞壁不规则增厚,特别是菌丝顶端细胞壁增厚尤为明显:菌丝细胞隔膜发育受阴而表现畸形;菌丝细胞外有大量电子染色深的外渗物质。细胞化学标记定位结果表明,真菌细胞壁主要成分β-1,3-葡聚糖和几丁质的含量在药剂处理后发生很大变化,其标记密度明显低于未处理的对照菌丝,表明病菌细胞壁的结构和功能受到明显的不利影响。论文对弯孢菌受三唑酮影响后胞壁成份变化与其它真菌不同的原因进行了讨论。     

葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea侵染及其对苹果果实影响的组织细胞学研究

利用光镜和电镜技术系统研究了苹果轮纹病菌葡萄座腔菌在成熟果实上的侵染扩展过程及其细胞学特征。扫描电镜观察发现,接种后3h位于皮孔处的分生孢子开始萌发,萌发后的孢子从一端或两端产生芽管直接侵入皮孔细胞,接种后9h完成侵入。30d后果面接种部位表现症状,45d后产生子实体。对接种部位取样进行光镜和透射电镜观察发现,病菌菌丝主要存在于寄主细胞壁、细胞内、细胞间隙及细胞壁与细胞膜之间。菌丝呈丝状,分枝,具隔膜。菌丝细胞内含有细胞核、线粒体、液泡等细胞器;菌丝外散发出一些高电子密度的颗粒物质,这些物质以菌丝为中心,呈放射状分布。病菌在果肉细胞生长扩展过程中,果肉细胞发生一系列变化。果肉细胞壁膨胀、变形,胞间层分离、破裂。与菌丝接触或相邻的果肉细胞细胞壁电子致密度降低,被降解成为如散发状的胞壁纤维束丝。果肉细胞的液泡破裂,质壁分离,细胞质凝结坏死并沉积于细胞壁周围,或通过受损的细胞壁胞间连丝从一个细胞转移到另一个细胞。后期菌丝在表皮下聚集生长、发育成分生孢子器。分生孢子器内壁细胞排列紧密,细胞中含有由数条丝状物平行排列而成的细胞器。该细胞器形状多样,周围总是分布着丰富的脂肪粒,推测可能与营养的运输与积累有关。     

微管骨架在轮藻节间细胞伸长生长中的作用

利用免疫荧光定位及激光共聚焦扫描显微镜,结合细胞生长曲线的定量测定,对不同生长阶段的轮藻节间细胞微管骨架进行了观察研究,结果如下:轮藻顶端生长活跃的新生细胞中,与细胞长轴垂直的周质微管(cortical microtubules)占绝对优势,随着生长速率的减慢,周质微管由垂直于细胞长轴逐渐转为平行排列;基部生长基本停止的节间细胞中,胞内微管则以平行细胞长轴为主;不同生长阶段节间细胞的微管骨架,对微管特异解聚剂黄草消(oryzalin)处理的敏感性表现不相同。顶端生长活跃的节间细胞经oryzalin处理40min后,绝大多数周质微管发生解聚;而基部生长基本停止的老细胞中,即使延长处理时间,仍残留一些尚未完全解聚的微管片段;10μmol/L微管解聚剂oryzalin处理轮藻顶端新生细胞,在高精度的细胞伸长生长测定装置监测下,发现oryzalin对细胞的伸长生长速率有明显的抑制作用,去掉药剂后,伸长生长又有一定的恢复。并且发现,经o-ryzalin处理后,微管的解聚(40min左右)与顶端节间细胞伸长生长的停止(100min左右)两者间存在着时间上的差异,即微管解聚在先,细胞伸长停止在后。以上结果均说明微管骨架在轮藻节间细胞生长中具有重要作用。     

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。     

微管骨架在轮藻节间细胞伸长生长中的作用

利用免疫荧光定位及激光共聚焦扫描显微镜,结合细胞生长曲线的定量测定,对不同生长阶段的轮藻节间细胞微管骨架进行了观察研究,结果如下：轮藻顶端生长活跃的新生细胞中,与细胞长轴垂直的周质微管(cortical microtubules)占绝对优势,随着生长速率的减慢,周质微管由垂直于细胞长轴逐渐转为平行排列;基部生长基本停止的节间细胞中,胞内微管则以平行细胞长轴为主;不同生长阶段节间细胞的微管骨架,对微管特异解聚剂黄草消(oryzalin)处理的敏感性表现不相同。顶端生长活跃的节间细胞经oryzalin处理40min后,绝大多数周质微管发生解聚;而基部生长基本停止的老细胞中,即使延长处理时间,仍残留一些尚未完全解聚的微管片段;10μmol／L微管解聚剂oryzalin处理轮藻顶端新生细胞,在高精度的细胞伸长生长测定装置监测下,发现oryzalin对细胞的伸长生长速率有明显的抑制作用,去掉药剂后,伸长生长又有一定的恢复。并且发现,经oryzalin处理后,微管的解聚(40min左右)与顶端节间细胞伸长生长的停止(100min左右)两者间存在着时间上的差异,即微管解聚在先,细胞伸长停止在后。以上结果均说明微管骨架在轮藻节间细胞生长中具有重要作用。     

甾醇生物合成抑制剂粉锈宁对苹果黑星病菌发育的影响

采用电子显微镜和细胞化学技术,研究了杀菌剂粉锈宁（甾醇生物合成抑制剂）对苹果黑星病菌在苹果叶片上发育的影响。观察结果表明,接种前24h施药对病菌入侵有明显的影响。表现为分生孢子的萌发受阻,推迟萌发及萌发率降低;并引起芽管畸形,不能形成附着胞。接种后6天（显症前）施药,可引起叶片角质层下菌丝细胞和子座细胞的原生质坏死、细胞壁不规则增厚及液泡增大, 从而使菌丝进一步发育受阻。接种后12天（显症后）施药,不仅导致菌丝、子座细胞发生上述变化, 而且引起分生孢子和分生孢子梗塌陷、畸形,阻止了病菌的进一步产孢和扩展。细胞化学定位分析结果表明,?-1,3-葡聚糖和几丁质这两种胞壁主要成分在对照菌丝和药剂处理后的菌丝细胞壁内含量有很大差异。在药剂处理的菌丝细胞壁中,这两种成分的标记密度明显高于对照菌丝,表明杀菌剂对病菌质膜透性的不利影响使?-1,3-葡聚糖和几丁质在菌丝细胞壁中过度累积。     

水稻茎伸长生长与植物激素

赤霉素（GA）、生长素（IAA）、脱落酸（ABA）和乙烯影响水稻茎（或节间）的伸长,其中赤霉素与水稻茎伸长生长的关系最密切。GA1是植物体内刺激茎伸长的至关重要的赤霉素, GA3已作为最常用的外源激素诱导水稻的节间伸长。水稻茎秆的伸长受激素浓度和敏感性的双重控制,激素浓度或敏感性任一方的改变都有可能导致株高的变异。赤霉素如此显著地促进茎的伸长可能与增加细胞分裂和促使细胞壁松弛有关。而生长素主要促进细胞伸长。植物激素促进水稻茎伸长的分子机理的研究已有较大的进展,预期这方面的研究和应用在未来几年内将有新的突破。     

水稻花器细胞壁超微结构与稻曲病菌的选择性侵染分析

为了探明稻曲病菌选择性侵染水稻花丝组织和浆片的细胞生物学机制,该研究以高度感病的‘甬优12号’水稻品种为材料,于孕穗期开始每间隔2d取样,同时在旗叶与倒二叶叶枕距离1~2cm时进行人工接种并在接种后5、10和15d时分别取样,对开花前后水稻不同花器官细胞的超微结构以及稻曲病菌侵染位点进行比较分析。结果显示:(1)在开花过程中,水稻花丝可伸长4~6倍,水稻花丝的所有组织细胞均能够均匀纵向伸长,且未发现细胞断裂出现的空腔;水稻浆片细胞在开花时吸水,横向膨胀约1倍,但浆片维管束的环纹导管环纹间距离没有明显变化;超微结构观察发现,大部分浆片细胞呈现细胞膨胀过程,只有浆片上部外围细胞具有一定伸长能力;水稻子房及柱头等在开花过程中其长度及体积未发现明显变化。(2)水稻花丝细胞壁的微纤丝排列比较疏松,透射电镜下单个微纤丝束清晰可辨,而子房和花药等器官的细胞壁结构致密,无法分辨单个微纤丝束。(3)稻曲病菌可在花丝中沿细胞间隙和细胞壁中层生长,但在浆片中菌丝主要被限制在细胞间隙中生长,说明花丝与浆片的细胞中层组分与结构存在差异。(4)细胞化学分析显示,花丝细胞壁纤维素含量较少,且不含有β-1,3-葡聚糖。研究表明,水稻花器细胞壁结构相对疏松及其细胞壁中层的结构特性和组分与稻曲病菌的选择性侵染具有密切相关关系。