
花粉管生長是生物系統中自發組織的一個重要實例。在這些自發系統中,通過交互反饋通路傳遞信號,從而控制并調整分子及生化參數使之最適于生長和發揮 作用。花粉作為一種研究植物細胞發育、生長以及生物生理學的模式材料,發現花粉管的振蕩生長與Ca2+、H+、K+三種陽離子振蕩內流有關。
在哺乳動物分泌細胞中,Cl-通道作為重要的調節者調控分泌活動并維持細胞體積。已經證明肌醇3,4,5,6-四磷酸鹽負調控Ca2+激活Cl-通道。不同的肌醇磷酸鹽作用于花粉管時,肌醇3,4,5,6-四磷酸鹽的作用最強。
Feijó 等研究人員應用非損傷微測技術探索了肌醇3,4,5,6-四磷酸鹽和Cl-流之間的潛在關系。研究發現,在煙草和百合花粉管尖端出現振蕩的Cl-外流,從 距尖端12μm開始沿著花粉管出現持續內流。氯通道阻斷劑DIDS(4,4’-diisothiocyanatostilbene- 2,2‘-disulfonicacid)和5-**-2-(3-苯丙氨基)-苯甲酸(5-nitro-2-(3- phenylpropylamino)benzoicacid)分別在80μM和20μM時能夠完全抑制煙草花粉管生長,誘導細胞體積增大,擾亂尖端 Cl-外流。另外,肌醇3,4,5,6-四磷酸鹽編碼的信號不利于花粉管生長,并可誘導細胞體積增大,擾亂正常的Cl-振蕩外流。相關分析表明Cl-外流 的周期在時間上與生長周期吻合,且生長周期中Cl-外流與囊泡運動有關。
這一研究對于認識調控花粉管平衡和生長網絡中的Cl-動力學非常重要。

圖注1:Cl-振蕩與花粉管生長速率一致。
圖注2:肌醇3,4,5,6-四磷酸鹽擾亂花粉管尖端的Cl-外流。負值代表外流。
關鍵詞:花粉管(pollentube); Cl-流(Chlorideflux); 肌醇3,4,5,6-四磷酸鹽(inositol3,4,5,6-tetrakisphosphate).
參考文獻:Laura Zonia, et al. The Plant Cell, 2002, 14: 2233-2249.
注:非損傷微測技術(NMT)包括:SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE?等。
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