利用湿强度测定仪测定植物细胞壁的机械性能

UsingWetStrengthTestertoMeasuretheMechanicalParametersofPlantCellWallHUANGXu－Ming（CollegeofBiotechnology，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642）HUANGHui－Bai（DepartmentofHorticulture，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642）细胞壁的机械状态与细胞的膨大生长有密切的关系。～些生理现象，如生理裂果现象，与细胞壁的机械性能密切相关。研究细胞壁机械性能的方法有多种。如利用压力室P－V曲线法，可以推算出细胞壁的弹性模量则asticrllfxlules）［'j；一些特大的细胞，如丽…     

细胞壁在植物抗营养逆境中的作用及其分子生理机制

营养逆境是指土壤中必需营养元素供应不足或元素含量过剩的现象,这种现象在世界范围内非常普遍,可导致作物减产和品质下降,因此,深入解析植物应对这种逆境的机制对提高作物产量、改善品质至关重要,也对保证农业生产的健康可持续发展意义重大.铝毒是限制酸性土壤上作物生产的主要因素,而镉又是重要的重金属污染元素.鉴于细胞壁是接触和响应环境因子的第一道屏障,也是结合金属离子的主要部位.结合本实验室近年来取得的一些研究成果,从细胞壁中的果胶、半纤维素组成及其修饰以及可能参与其中的相关基因等方面综述了细胞壁在植物抗铝和镉胁迫中的作用及其分子生理机制,以期引起对该领域更多的关注.     

小麦根系对铝毒的反应及其与根细胞壁组分和细胞壁对铝的吸附-解吸性能的关系

研究了小麦根系对铝毒的反应与不同根段细胞壁的组分及细胞壁对铝的吸附解吸性能的关系。结果表明,30μmol/LAlCl3可迅速抑制根系伸长,在铝处理30h时其根长仅为对照的30.2%;小麦根系相对伸长率随着铝浓度的提高而急剧降低,30μmol/LAlCl3处理24h对根系伸长的抑制率高达70.9%。小麦根系中距根尖0~10mm根段的铝含量和细胞壁中果胶糖醛酸含量明显高于距根尖10~20mm根段;距根尖0~10mm根段细胞壁对铝的吸附量明显大于距根尖10~20mm根段,而前者吸附态铝的解吸率低于后者;铝浓度从10μmol/L提高到20μmol/L时细胞壁对铝的吸附量增加,但对铝的解吸没有明显影响。采用1.0mol/LNH3·H2O对细胞壁预处理2h降低果胶甲基酯化程度后,铝吸附量降低了20.9%,但对铝解吸率没有影响。由此可见,小麦根尖是铝毒的主要位点,细胞壁果胶含量和果胶甲基酯化程度对小麦不同根段细胞壁对铝的吸附、积累具有重要作用,铝与细胞壁的结合是根系对铝毒胁迫反应的重要原因。     

复合诱变筛选产细胞壁水解酶木霉菌株及产酶条件的优化

利用复合诱变技术 ,筛选到一株产几丁质酶和葡聚糖酶能力较强的绿色木霉菌株(Trichodermaviride)LD 1 8。并对其产酶条件进行了优化 ,发现在麸皮∶诱导物∶麦秸粉 =2∶2∶7的固体培养基上 ,以 4g/L (NH4) 2 SO4为氮源 ,起始pH8 0 ,经 2 5℃培养 72h ,产生的真菌细胞壁水解酶 ,用以溶解食用菌、黑曲霉等丝状菌丝体的细胞壁 ,制备原生质体 ,效果较优。     

Plant Cell Wall Matrix Polysaccharide Biosynthesis

The wall of an expanding plant cell consists primarily of cellulose microfibrils embedded in a matrix of hemicellulosic and pectic polysaccharides along with small amounts of structural and enzymatic proteins. Matrix polysaccharides are synthesized in the Golgi and exported to the cell wall by exocytosis, where they intercalate among cellulose microfibrils, which are made at the plasma membrane and directly deposited into the cell wall. Involvement of Golgi glucan synthesis in auxin-induced cell expansion has long been recognized; however, only recently have the genes corresponding to glucan synthases been identified. Biochemical purification was unsuccessful because of the labile nature and very low abundance of these enzymes. Mutational genetics also proved fruitless. Expression of candidate genes identified through gene expression profiling or comparative genomics in heterologous systems followed by functional characterization has been relatively successful. Several genes from the cellulose synthase-like （Csl） family have been found to be involved in the synthesis of various hemicellulosic glycans. The usefulness of this approach, however, is limited to those enzymes that probably do not form complexes consisting of unrelated proteins. Nonconventional approaches will continue to incrementally unravel the mechanisms of Golgi polysaccharide biosynthesis.     

细胞壁代谢与琯溪蜜柚果实成熟过程汁胞粒化的关系

以易发生汁胞粒化的老龄树和不易发生汁胞粒化的适龄树的琯溪蜜柚（Citrus grandis（L．）Osbeck‘Guanximiyou’1果实为材料,研究了果实成熟过程中汁胞粒化发生与细胞壁代谢的关系。结果表明：老龄树果实的汁胞粒化指数随着果实成熟而上升。在汁胞粒化发生过程中,汁胞维持较低的细胞壁降解酶[果胶甲酯酶（PE）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）]活性,保持较高的细胞壁物质（原果胶、纤维素、半纤维素）含量;尤其在汁胞粒化的起动阶段和加快阶段,纤维素、半纤维素含量极显著增加。相反,适龄树果实的汁胞粒化指数在果实成熟过程中变化不大,汁胞中细胞壁降解酶活性较高,促进原果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁物质的降解,保持较低的细胞壁物质含量,使汁胞发育正常、柔软多汁。这说明PE、PG、Cx活性和原果胶、纤维素、半纤维素含量与錧溪蜜柚汁胞粒化密切相关。     

高分子量激肽原富含组氨酸区域抑制细胞伸展的机制分析

活化型高分子量激肽原 (activehighmolecularweightkininogen ,HKa)是组织培养板上体外连接蛋白 (vitronectin ,VN)促使细胞伸展的潜在抑制物 ,已证实轻链的富含组氨酸区域 (histidine richdomain ,HRD)是HKa抗细胞伸展的活性区域 .HK的重组HRD (r HRD)能够促使成纤维细胞伸展 .通过基于HRD序列的选择肽分析 ,定位了HRD的细胞伸展序列 .5个肽中的 3个能够使TIG 3细胞伸展 .P 1肽引起的细胞伸展能够被可溶性P 5肽或HKa所抑制 .P 2肽不能抑制P 1或P 5肽引起的细胞伸展 .r HRD以及 3种肽介导的细胞伸展能够被RGD合成肽以及抗αvβ3或α5β1整合素抗体所抑制 .结果提示 ,选择肽引起的细胞伸展是由整合素介导的 ,尽管此区域不含有RGD序列