持续激活型CIPK9在花粉管生长过程中的生物学功能及亚细胞定位分析

植物的花粉管生长是一个多因素参与的生理学过程,需要多种信号传导系统来引导植物细胞完成。钙离子作为第二信使,可以通过钙传感器CBLs激活下游的蛋白激酶CIPKs参与调控细胞的极性发育过程。该研究中 CIPK9 被确定为候选基因,其C端与绿色荧光蛋白(GFP)相融合,通过基因枪技术在烟草花粉中进行瞬时表达,观察对应的亚细胞定位及花粉管中诱导的表型。结果表明:(1)GFP标记的CIPK9定位于花粉管中高速运动的颗粒状细胞器,并可随胞质环流进行规律的运动,为进一步探究CIPK9的生物学功能,还构建了持续激活型CIPK9(CACIPK9)。(2)与全长CIPK9相比较,CACIPK9缺少C末端的调控区域,并在激酶区域的激活环中进行了点突变,从而表现出不受调控的持续高活性。(3)缺少C端调控区的CACIPK9表现出非特异性的亚细胞定位,即与GFP对照相同的胞内弥散定位,说明CIPK9的C末端调控区对于其在花粉管中的正确定位发挥重要的调控作用。另外,CACIPK9过表达可以引起花粉管的去极化生长表型。这表明CIPK9作为钙信号下游家族的一员参与了花粉管极性生长的相关过程,并对花粉管的生长具有一定的调控作用。     

花粉管细胞结构与生长机制研究进展

花粉管的极性顶端生长是一个复杂的动力学过程, 在高等植物有性生殖过程中起着重要的作用。花粉管的生长过程包括许多方面, 其中最为重要的是花粉管细胞骨架动态和胞质运动。本文较全面地综述了花粉管的结构、细胞骨架、胞质运动、囊泡转运及循环、线粒体运动以及内质网和高尔基体之间囊泡运动等。     

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。     

培养基组分及培养条件对蜡梅花粉萌发及花粉管生长的影响

采用液体培养法研究不同培养基组分和培养条件对蜡梅花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明:(1)PEG-4000是蜡梅花粉离体培养所必需的培养基成分,当培养基中无PEG-4000时,花粉不能正常萌发。(2)培养基内低浓度蔗糖对花粉萌发和花粉管的生长无显著影响,但随着蔗糖浓度的升高,则对花粉萌发和花粉管生长表现出强烈的抑制作用,且浓度越高,抑制效应越强。(3)培养基内其它组分分别在一定浓度范围(0～250g/L PEG-4000、0～50mg/L硼酸、0～30mg/L硝酸钙)内对花粉萌发及花粉管生长有促进作用,但超过上述高限值时则起抑制作用。(4)培养基内镁和钾的浓度对花粉萌发及花粉管生长影响不显著。研究表明,蜡梅最适花粉液体培养基组分为250g/L PEG-4000+50mg/L H3BO3+30mg/L Ca(NO3)2.4H2O,且在pH 5.5、温度15℃和600lx的光照培养条件下蜡梅花粉萌发和花粉管生长最佳。     

拟南芥雄性不育突变体fne的遗传与定位分析

在T-DNA插入突变体Salk_118481株系的群体中,筛选到一株雄性不育突变体,用T-DNA序列上的一对引物进行PCR鉴定表明其基因组中没有T DNA插入。通过背景纯化与遗传分析发现该雄性不育突变体是由单个隐性基因控制的,引起不育的主要原因是在花药发育的第13~14期,花丝不能伸长以完成授粉,故该突变体命名为fne （filament no elongation）。利用图位克隆的方法对FNE基因进行了定位,结果表明FNE基因位于第五条染色体上分子标记MBD2和MMG4之间的97kb区间内。目前该区间内尚未见到控制花丝伸长基因的报道,因此,FNE基因是一个控制花丝伸长的新基因。     

五唇兰精细胞的分离

五唇兰(Doritis pulcherrima)具二胞花粉,授粉后1 d即有花粉开始萌发,授粉后5 d开始有生殖细胞完成有丝分裂形成一对精细胞。通过人工授粉使花粉管在子房内发育,再利用花粉管直接爆破,成功分离出五唇兰的精细胞。成对的2个精细胞在直径大小、荧光强弱上均显示出较大差异,预示2个精细胞具有不同的前途。     

羊蹄甲种间杂交不亲和初探

通过花粉活力测定和荧光显微技术对南非羊蹄甲与湖北羊蹄甲种间杂交不亲和原因进行了探讨.结果发现,花粉活力不是限制杂交不亲和的主要因子;通过荧光观察发现,南非羊蹄甲的花粉可以在湖北羊蹄甲的柱头上萌发生长,但伴有大量异常现象出现,表现为授粉后柱头的乳突细胞立即出现胼胝质反应,花粉管在柱头上盘绕,生长弯曲折叠,顶端膨大,异常变细,或先端沉积胼胝塞而中途停止生长,初步推断杂交后花粉管生长的异常行为是种间杂交不亲和的主要原因;从杂交后胚囊处的胼胝质反应看,杂交不亲和原因也有可能是雌雄配子体未能结合,或能正常受精,但受精后胚和胚乳发育不协调导致雌蕊脱落而不能得到种子.     

烟草花粉管生长信号转导研究中一种简单的RNA提取方法

液氛研磨是一种从具有坚韧细胞壁的植物细胞中提取RNA的常规方法．然而．对于那种不易得到的少量的植物材料如花粉,这种方法的操作显得尤为困难。针对这一问题．本论文描述了一种不涉及液氮研磨的一种简单的RNA提取方法：改变萌发花粉管的渗透压使其破裂而释放RNA。这一方法减少了RNA抽提材料的用量并且提高了RNA的抽提效率．用于RNA抽提的花粉的量可以少至一个花药。后续的RNA分析需要的花粉可以少至10毫克．这一用量相当于从50个烟草花药中得到的量．这一RNA提取方法的可靠性和可操作性为研究花粉管生长过程中对细胞外信号响应的基因时空表达提供了有益的参考。