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《南京林业大学》 2005年
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毛竹茎杆纤维细胞的发育生物学研究

甘小洪  
【摘要】:本文利用多种细胞生物学方法,对毛竹(Phyllostachys edulis (Carr.) H. De Lehaie)茎秆纤维细胞的发育生物学机理进行了系统的研究,首次揭示了纤维细胞的起源和发育模式,并对纤维细胞的细胞壁形成机理、细胞程序性死亡(PCD)机理和长寿特性进行了深入的探讨。结果表明: 1.纤维细胞与维管组织等起源于共同的原形成层束细胞;但纤维细胞的分化时间晚于维管组织,并以维管组织为中心进行离心式的发育。纤维细胞的发育过程可以分成明显的三个连续阶段:纤维原始细胞形成期、初生壁形成期和次生壁形成期。毛竹茎秆纤维的初生壁形成过程又经历了与维管组织的协同生长期和侵入生长期两个阶段。在次生壁形成期,纤维细胞壁会随着年龄的增加而不断增厚,其增厚速度在前4 年最快,随后将逐渐降低,这意味着毛竹材用林的成熟采伐年限应为5 年左右。在增厚的同时,细胞壁逐渐出现宽窄交替的多层结构,这种多层结构具有类似树木年轮的生长规律。 2.具有ATP 酶活性的线粒体、内质网、高尔基体等细胞器和运输小泡、质膜、壁旁体等结构以及微管等细胞骨架系统一起参与了纤维细胞初生壁的形成。质膜上的ATP 酶参与了纤维细胞酸性生长过程的调节,为初生壁的形成提供了前提条件;作为外界信号第二信使的Ca2+可以作用于细胞核,促进RNA 和蛋白质的合成,在初生壁形成过程中发挥了重要的调节作用。分布于质膜、运输小泡和细胞核中的酸性磷酸酶(AcPase)参与了细胞壁原料的合成、运输和胞外分泌过程;而分布于质膜和内膜系统上的Ca2+-ATPase 在维持细胞质的Ca2+稳态,保证纤维细胞的正常生理功能方面具有重要意义。 3.随着次生壁的形成,纤维细胞的液泡膜裂解,细胞质中出现大量的多泡体,染色质开始凝聚并边缘化;此时在液泡膜、多泡体和染色质上都具有很强的ATP酶活性,经TUNEL检测证实纤维细胞的次生壁形成就是一个由核基因控制的、主动需能的PCD 过程。Ca~(2+)的胞质内流和AcPase 的高度聚集可能是引起纤维细胞PCD 的原因之一,并参与了PCD过程中原生质体的降解;Ca~(2+)-ATPase 在PCD 过程中发挥了重要作用。4.在次生壁形成早期,具有ATP 酶活性的线粒体、内质网、高尔基体以及运输小泡、壁旁体和细胞骨架系统等一起参与了次生壁物质的沉积,AcPase 和Ca~(2+)-ATPase 在其中发挥了重要的作用;随着PCD 的发生,PCD 的产物可以在具有丰富的AcPase、ATP 酶和Ca~(2+)-ATPase 的质膜、质膜内陷、运输小泡作用下被用来组建纤维细胞自身的次生壁,具有很强的AcPase、ATPase 和Ca~(2+)-ATPase 活性的运输小泡、胞间连丝在细胞间物质的运输过程中发挥了重要作用,Ca~(2+)对次生壁的形成过程具有重要的调节作用。 5.在次生壁形成的漫长过程中,具有AcPase 和多种ATP 酶活性的质膜、胞间连丝、运输小泡和染色质将在纤维细胞里长期存在,表明毛竹茎秆纤维细胞在PCD发生后的长时期内都能保持旺盛的生命力,是一种不同于木本双子叶植物纤维细胞的长寿细胞。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S795.7

【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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4 林小勇 夏安安;这株毛竹王胸围59.3厘米[N];温州日报;2010年
5 记者 唐广生 通讯员 李明艳;兴安:“四轮驱动”打造广西第一毛竹大县[N];广西日报;2010年
6 本报记者 张志勇;翠竹摇曳 民富村强[N];江西日报;2011年
7 徐树才 徐汝华 丁晓雄;建阳黄坑镇做大毛竹经济[N];福建日报;2009年
8 本报通讯员 周礼忠 本报记者 许渊;从毛竹棚到大市场[N];台州日报;2008年
9 林盛 林雨晴;把竹山当田耕 把毛竹当菜种[N];三明日报;2009年
10 本报记者 吴志刚;栽种毛竹影响水源漓江缺水直喊“渴”[N];法治快报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 甘小洪;毛竹茎杆纤维细胞的发育生物学研究[D];南京林业大学;2005年
2 刘波;毛竹发育过程中细胞壁形成的研究[D];中国林业科学研究院;2008年
3 申屠形超;独特表型簇状混浊先天性白内障的超微结构和疾病相关候选基因的定位和克隆[D];浙江大学;2005年
4 高克祥;内生真菌Chaetomium spirale, Stagonospora sp.与病原菌、寄主植物相互作用的机制[D];西北农林科技大学;2005年
5 陈旭;二氧化碳气腹压力对子宫内膜异位症大鼠模型异位灶影响的细胞和分子机制研究[D];第二军医大学;2008年
6 余江;大型海藻龙须菜对环境胁迫的响应及其在医学上的应用初探[D];暨南大学;2008年
7 董英伟;辣椒辣素镇痛作用及安全性的研究[D];黑龙江中医药大学;2003年
8 靳红;兔圆小囊在抗原刺激下脑肠肽类物质及炎症因子的动态变化观察[D];中国农业大学;2005年
9 舒林华;急性肺损伤幼鼠肺Ⅱ型上皮细胞和SP-A及SP-D变化及地塞米松干预研究[D];中国医科大学;2006年
10 张艳杰;南方红豆杉种子休眠机理的研究[D];南京林业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 关禹博;全氟萘烷液在眼内应用的临床及实验研究[D];天津医科大学;2004年
2 曾金;参附注射液对大鼠糖尿病性心肌保护的实验研究[D];重庆医科大学;2005年
3 匡琳;糖尿病大鼠肝细胞、毛细胆管超微结构的改变及PPARgamma激动剂对其影响的研究[D];浙江大学;2005年
4 陈智颖;慢肾1号方对小鼠系膜增生性肾炎自由基损伤及免疫病理学等超微结构干预的对照性研究[D];大连医科大学;2005年
5 刘玉香;二氧化硫对小鼠几种脏器超微结构及细胞因子水平的影响[D];山西大学;2005年
6 刘玉双;中国纹吉丁属Coraebus分类研究(鞘翅目:吉丁科)[D];河北大学;2005年
7 陈仕生;电离辐射对人脐静脉内皮细胞影响的研究[D];汕头大学;2005年
8 杨艳东;米非司酮对人输卵管IGF-1、IGF-1R、MC和超微结构的影响[D];暨南大学;2005年
9 李霞;保加利亚乳杆菌超浓缩培养及生物学变化规律[D];东北农业大学;2005年
10 袁肖寒;嗜热链球菌超浓缩培养及生物学变化规律[D];东北农业大学;2005年
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