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科海觀潮—離子流在花粉管生長中的作用
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為了應(yīng)對不良環(huán)境中的生殖問題，植物發(fā)展出了一套非常獨特的生殖系統(tǒng)，通過自然界生長最快的細(xì)胞花粉管進(jìn)行高等植物典型的雙受精來完成生殖�；ǚ酃艿纳L依賴于基本的生物學(xué)功能，且與離子動力學(xué)的調(diào)控密切相關(guān)，也就是胞外的離子流和胞內(nèi)的游離離子濃度，即Ca2+和H+。 從1995年到2009年的15年間，葡萄牙的科學(xué)家Feijó實驗室研究了花粉管生長過程中的離子調(diào)控，發(fā)現(xiàn)煙草花粉管是非常好的模式材料，非損傷微測技術(shù)和熒光技術(shù)是研究離子調(diào)控的最佳手段�？茖W(xué)家從基礎(chǔ)生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)到基因和轉(zhuǎn)錄組學(xué)對花粉管的發(fā)育進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)花粉管離子轉(zhuǎn)運的關(guān)鍵因素有膜電勢、膜的伸展、pH、K+、Ca2+、翻譯后修飾、離子轉(zhuǎn)運網(wǎng)絡(luò)和交叉信號途徑，這些因素通過Ca2+和H+的空間分布和時間轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)細(xì)胞的極性和生長。這些結(jié)果說明離子調(diào)控的動力學(xué)可能是引起細(xì)胞發(fā)育的基本原因，也是花粉管快速的生長內(nèi)在機制。 因此，使用非損傷微測技術(shù)研究活體細(xì)胞生長過程中的信號及其時空轉(zhuǎn)換機制，對深入了解植物發(fā)育的機理，利用分子工具對某些過程進(jìn)行設(shè)計，產(chǎn)生更加有利的受精和發(fā)育等都具有重要的意義，同時花粉管作為研究細(xì)胞相互作用、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、極性生長的模式系統(tǒng)也具有理論意義。 ![\"科海觀潮—離子流在花粉管生長中的作用\"](\"https://muchongimg.xmcimg.com/data/bcs/2016/0203/w60h4332357_1454471957_773.jpg#opennewwindow\") 圖注：質(zhì)子泵在花粉管質(zhì)子平衡和質(zhì)子梯度的建立中起到中心作用。質(zhì)子泵活性的空間模式是花粉管極性的關(guān)鍵。 關(guān)鍵詞：花粉管(pollen tube); 離子通道(ion channel); 質(zhì)子泵(proton pump); 細(xì)胞極性(cell polarization); Ca2+; H+; 離子流(ion flux); 非損傷微測技術(shù). 參考文獻(xiàn)：Michard E et al. Int. J. Dev. Biol. 53: 1609-1622 (2009). 注：非損傷微測技術(shù)(NMT)包括：SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE®等。 版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請注明出處！ |
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