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细胞质膜质子泵在拟南芥花粉萌发过程中的作用

李素娟  
【摘要】: 花粉萌发和花粉管生长的调控是植物发育生物学中的关键问题之一。花粉细胞质膜上存在质子泵,由其活化导致的H+外流可以影响细胞膜电位,引发一系列信号转导过程。为了探索花粉细胞质膜质子泵在花粉萌发和花粉管生长过程中的作用及其可能的作用机理,本文以拟南芥花粉为材料,采用常规植物生理学方法和数字荧光比率测定技术,利用细胞质膜质子泵特异性激活剂壳梭孢菌素和抑制剂钒酸钠对花粉细胞进行处理,对质子泵活性调节剂在花粉萌发、花粉管生长及细胞内钙离子浓度等方面的影响进行了研究。 实验结果表明,质膜质子泵特异性激活剂壳梭孢菌素处理后,花粉的萌发率升高,花粉管长度也有明显增加,而其抑制剂钒酸钠处理后,花粉萌发率降低,花粉管长度较对照减小。壳梭孢菌素处理后花粉细胞内钙离子浓度总体呈现上升趋势,钒酸钠处理后细胞内钙离子浓度总体呈现下降趋势。实验结果说明,花粉细胞质膜质子泵在花粉萌发和花粉管生长过程中发挥重要的正向调控作用,这一作用有可能是通过促进细胞内钙离子浓度升高和钙信号的产生实现的。 异三聚体G蛋白在跨膜信号转导过程中发挥重要的调控作用,为探究花粉萌发和花粉管生长调控过程中是否通过异三聚体G蛋白将胞外信号转换为胞内信号,花粉细胞质膜质子泵和异三聚体G蛋白的关系,本实验采用野生型拟南芥、G蛋白缺失突变体和超表达株系为材料,对不同基因型花粉在质子泵激活剂和抑制剂处理后花粉萌发、花粉管生长和细胞内钙离子变化的差异进行了检测和比较。实验结果表明,野生型、缺失突变体和超表达株系在质子泵激活剂、抑制剂处理后花粉萌发、花粉管生长和钙离子浓度变化上没有明显差别。推测异三聚体G蛋白在花粉细胞信号转导过程中可能存在于质子泵的上游,也可能与质子泵没有直接关系。


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