第27期--Science展望:离子流与花粉管尖端生长

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离子流振荡调节花粉管的尖端生长

显花植物的授粉是一个复杂的发育过程,整个过程受到严格的遗传和细胞控制,胞外信号起到了关键的调控作用。这些信号包括Ca2+、pH、肌动蛋白细胞骨架\cAMP和GTPase等等,《Science》展望了离子动力学作为一种新的研究方法来解释花粉管生长中的调控过程。Ca2+、K+、H+(pH)和Cl-影响花粉管的生长,指引生长的方向。

胞外信号和胞内物质的相互作用决定了花粉管的生长方向。生物体作为一个精细的活体结构,能够恰当地选择离子和分子,进行一个非常聪明的离子和分子的工程。在生理状态下无损伤、非接触或者半损伤的测量方式非常有利于真正揭示胞外信号的作用。

目前,使用非损伤微测技术可以无损伤、非接触地动态测定花粉管或其他样品的离子流,为探索胞外的信号对生物体的作用提供了最直接的手段。多篇文章已经发表在《Plant Cell》、《Plant Physiology》等国际著名杂志。

关键词:离子流(ion fluxes),花粉管(pollen tube),Ca2+,H+,K+,Cl-

参考文献: KR Robinson, MA Messerli. Science’s STKE (2002) 162: 1-3

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图注:花粉管生长过程中的离子流花粉管尖端黑色的箭头表示H+、K+、Ca2+ 振荡性的内流,绿色的箭头表示大量的Cl-外流。尖端的后面Cl-内流,H+外流,但是没有检测到其他的离子流。花粉管中红色的阴影部分是尖端的Ca2+梯度,调控小囊泡(蓝色小圆球)的分泌。黄色小标是假设的Ca2+通道,这些通道插入到分泌囊泡的质膜中。黑色三角形是胞质流动中肌动蛋白的定位和方向。

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