植物细胞壁蛋白质组学研究进展

植物细胞壁蛋白质在细胞代谢和发育调控、细胞壁组分修饰、信号转导及胁迫响应等生物学事件中具有重要功能.最近,国内外学者开展了大量植物细胞壁蛋白质组学的研究工作,并取得了巨大进展.本文详述了细胞壁蛋白质的分类、提取、鉴定及生物信息学分析的最新进展,总结了植物细胞壁蛋白质组学的应用和面临的挑战,提出了植物细胞壁蛋白质组学研究的框架图,以期为植物细胞壁蛋白质组学的广泛研究提供借鉴.     

白念珠菌CaSPO75基因的敲除与功能研究

酿酒酵母中ScCsc1是一个最近鉴定的钙离子通透性压力门控阳离子通道蛋白,参与调控胞内离子稳态。ScSpo75是ScCsc1的一个同源蛋白,可能参与孢子壁的装配过程。在白念珠菌中存在一个与ScSPO75同源的基因CaSPO75,其功能尚不清楚,因此采用SAT1-flipper方法敲除CaSPO75的两个等位基因以研究其功能。通过表型筛选,发现该基因的缺失导致白念珠菌对特比萘芬(Teb)、荧光增白剂(CFW)、氯化锰和氯化锌耐受,对酮康唑(KCZ)敏感。因此,CaSPO75基因可能参与白念珠菌耐药性和细胞壁压力反应的调控,以及胞内锰离子和锌离子稳态的调控。     

水稻和小麦根尖细胞壁多糖的铝积累能力比较

采用水培法比较4种禾本科植物水稻（Oryza sativa L.）、玉米（Zea mays L.）、高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）和小麦（Triticum aestivum L.）8个基因型的抗铝（Al）能力,并对他们在Al积累后细胞壁的多糖组分进行分析。结果显示,在5~200 μmol/L Al处理下,水稻抗Al能力较强,而小麦抗Al能力较弱。在50 μmol/L Al处理下,小麦根尖的果胶和半纤维素1含量的增幅明显高于水稻。水稻基因型‘日本晴’与‘浙辐802’的细胞壁Al含量分别占根尖总Al含量的78.7%和91.6%;小麦基因型‘扬麦18’与‘扬麦16’Al含量分别占根尖总Al含量的64.9%和72.1%。Al吸附-解吸实验结果显示,小麦根尖细胞壁上Al的吸附量高于水稻。研究结果表明,细胞壁是Al积累的主要部位,对Al敏感的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在果胶中;而对Al耐性较强的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在半纤维素1中。     

玉竹生殖细胞壁在发育中的变化

应用光镜细胞化学和电镜方法,研究了玉竹生殖细胞发育过程中壁的结构和性质,证明了生殖细胞在刚形成时分隔它与营养细胞的壁是含胼胝质和纤维素的,从生殖细胞行将与内壁脱离开始,直至完全游离在花粉粒的营养细胞质中的发育时期,壁变薄和不显示苯胺蓝和荧光增白剂的荧光,但对ＰＡＳ是正反应的,当生殖细胞进入花粉管后和在有丝分裂前,细胞具有弱的ＰＡＳ正反应的包被,在结构形态上与曾在精细胞中描周质相似。研究结果证明玉竹     

气孔器绘图中的气孔位置和细胞壁连接

植物器官表面上的气孔器,是植物体进行内外水分和气体交换的门户,并且结构和分布特征具有一定的类群特点。在植物形态学、分类学和生理学等学科中,气孔器的形态结构特征常受到关注。气孔器由1个气孔及其周围的2个保卫细胞组成,有的植物类群在保卫细胞外围还具2或几个副卫细胞。气孔的开闭活     

桃果实成熟前后细胞壁成分和降解酶活性的变化及其与果实硬度的关系

比较桃品种‘双久红’和‘川中岛白桃’果实成熟前后20 d内果肉硬度、细胞壁成分和细胞壁降解酶活性变化的结果表明,桃果实成熟5 d后,‘双久红’桃果实的硬度、纤维素含量和原果胶含量均极显著高于‘川中岛白桃’:从成熟前15 d开始,‘双久红’的水溶性果胶含量、多聚半乳糖醛酸酶活性和纤维素酶活性均极显著低于‘川中岛白桃’;整个成熟期间,‘双久红’的果胶甲酯酶活性明显低于‘川中岛白桃’。相关分析表明,果实硬度与原果胶、纤维素含量呈极显著正相关,而与可溶性果胶含量、多聚半乳糖醛酸酶活性和纤维素酶活性呈极显著负相关。     

黑麦小孢子母细胞形成和发育过程中细胞胼胝质壁合成的变化

结合戊二醛-饿酸固定,环氧树脂包埋,苯胺蓝-DAPI染色和荧光显微镜观察。研究了黑麦小孢子母细胞的发育过程及其细胞胼胝质壁合成的变化。结果发现,黑麦花药中胼胝质的合成最早出现在造孢细胞晚期,并首先在小孢子囊中央的造孢细胞中沉积,随后向小孢子囊两端的细胞扩展,随着花药的发育,胼胝质在小孢子囊中央的造孢细胞中大量积累并解本,而且,小孢子囊中央的细胞与邻近绒毡层排列的造孢细胞分离并逐渐消失。紧靠绒毡层排列的造孢细胞最后转变成花粉母细胞,经减数分裂,形成小孢子,本研究对胼胝质的功能和形成的机制进行了讨论。     

缺钙诱发大白菜干烧心与细胞壁结构分变化的关系

缺钙培养诱导大白菜干烧心发生,测定心叶组织细胞壁各成分量的变化。结果表明,随着缺钙天数增加,果胶、半纤维素１（ＨＣ１）和纤维素的含量呈平稳上升,到缺钙处理后第２４天时达到高峰,随后急剧下降,而半纤维素２（ＨＣ２）的含量变化不大;醛酸在果胶中的含量逐渐呈下降趋势,在ＨＣ２中的含量先升后降,而在ＨＣ１和纤维素中的含量变化不不大。总糖在ＨＣ１和经纱中的含量呈下降趋势,在果胶中的含量先升后降,而在ＨＣ２中     

细胞外基质在植物发育中的作用

植物细胞壁是由纤维素和果胶交联的多糖和蛋白质构成的既彼此独立,又相互作用的三维动力学网络。和动物的细胞外基质一样,植物细胞壁中的许多成分积极地参与植物细胞发育过程的调节,它们以某种方式将信息传递给细胞,调节细胞的行为,以便对各种外界环境作出相应的反应。因此细胞壁不再是一种环绕植物细胞的惰性结构,比起细胞壁,植物细胞外基质这一名词更能反映出这一动力学的特性。     

环境条件对伸展摇蚊实验种群繁育的影响

以伸展摇蚊为研究对象,重点考察了温度、光强对各生命阶段存活率和发育速率、成虫性别比和繁殖力以及种群动态的综合影响。通过F检验不同温度相同光照条件下摇蚊卵、幼虫和蛹的存活率的回归方程和和回归系数,发现了在相同的光强(800 lx或2000 lx)条件下,15—35℃温度范围内,摇蚊幼虫和蛹两种形态存活率与温度之间均呈显著相关,而幼虫期摇蚊的存活率比蛹期更易受温度影响,但是,温度变化并没有显著影响卵的存活率;且15℃和35℃两个极端温度不适合摇蚊的生存和繁育。其次通过正交试验,对在2个温度(15℃和30℃)和2种光强(800 lx和2000 lx)两种因素组合作用下的摇蚊存活率和发育速率进行极差分析和双因素方差分析,得到伸展摇蚊种群繁育的最佳条件为25℃,800 lx的结论,且两种因素对于摇蚊成虫的雌雄比影响并不显著,但是温度对三者(存活率、发育速率和雌雄比)的影响远大于光强。最后通过单因素方差分析关于不同光照和温度下对成虫繁殖力的结果,以及相同光照和温度下不同湿度(45%、65%、85%和95%)对成虫繁殖力的结果,总结出在25—30℃,800 lx光强下伸展摇蚊维持良好生命活力、顺利完成繁殖发育过程,85%—95%的相对湿度可以使羽化成虫保持较高的产卵水平。并根据所观察的种群生殖力资料计算得到相应温度(25℃和30℃)和光照条件(800 lx和2000 lx)组合下的实验种群繁殖特征生命表。结果表明在800 lx光强、25—30℃条件下,摇蚊能维持较高的种群净增殖率(R_0)与内禀增长率(r_m)。综上所述,25℃温度,800 lx光强和85%的湿度的条件更适合伸展摇蚊种群繁育。此结果为建立伸展摇蚊室内繁育的标准化条件及相应的种群发展规律和构建本土摇蚊种的毒性测试方法奠定了基础。