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蓝猪耳受精过程中胚囊细胞微丝骨架的动态研究

白君  
【摘要】:细胞骨架是目前生物学研究的热点之一,近年来植物细胞骨架的研究已取得很大进展。对于被子植物胚囊中的细胞骨架的研究进展却十分缓慢,主要是由于被子植物的胚囊外包有一层珠被组织,不利于对其进行直接观察。但自然界中存在一类象蓝猪耳这样具有半裸露胚囊的植物,蓝猪耳的这一特点使它在研究被子植物受精生物学方面具有其他植物所不具备的优势。利用蓝猪耳的这种独特优势,我们研究了其胚囊中的微丝骨架在发育和受精过程中的动态变化。 通过对固定染色方法进行改进,我们成功地对蓝猪耳胚囊中的微丝骨架进行了标记,利用confocol技术研究了其在发育和受精过程中的动态变化。在胚囊未完全细胞化之前,胚囊中的微丝呈短束状,在胚囊中呈不均匀分布,在靠近珠孔端有许多密集的微丝束。开花当天到开花后2d,中央细胞中存在着以纵向分布为主的周质微丝网络,随着胚囊发育的成熟,微丝骨架逐渐变粗、变密。授粉之后不久,中央细胞中的微丝开始出现片段化。花粉管进入胚囊后较短的一个时期中,微丝的解聚现象更加明显,微丝变成一些点状结构,中央细胞中的微丝数量显若减少。花粉管释放完其内含物以后,退化的助细胞的合点端出现荧光强度较高的肌动蛋白荧光区,同时在其附近有一条肌动蛋白荧光带出现。受精完成以后,这条荧光带逐渐减弱,初生胚乳细胞中的微丝骨架逐渐聚合,重新形成清晰的网络结构,而退化的助细胞中的肌动蛋白荧光区会向周围扩散,在胚囊中重新形成一条肌动蛋白荧光带。受精完成后,初生胚乳核往合点端迁移的过程中,胚乳细胞中的微丝骨架重新聚合,初生胚乳核的周围包被着浓密的微丝束,同时还有一些较长的微丝将初生胚乳核与胚囊的合点端相联系。卵细胞中的微丝骨架在授粉前厉有较大的变化,授粉前有许多极短的微丝束分布于卵细胞的表层;授粉后其内部的肌动蛋白荧光强度明显减弱,表面有少量的微丝束分布,微丝骨架主要以肌动蛋白短片的形式存在。 在微丝骨架的研究中,用GFP-talin标记细胞中的微丝是近年来发展的一种新技术,该技术可以对活体细胞中微丝骨架的动态进行研究,而且不会影响细胞的正常形态和功能,是一种较为理想的研究微丝骨架的方法。由于目前在蓝猪耳的研究中没有器官特异启动子的报道,我们从拟南芥中克隆了两个在胚囊中表达较好的启动子ACT11和AtSERK1,并将它们分别与GFP-talin嵌合基因相连,构建了植物表达载体,为进一步研究活体的蓝猪耳胚囊中的微丝骨架在发育和受精过程中的动态与功能打下基础。


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