植物細(xì)胞周期及花粉管生長(zhǎng)中微絲和微管的相互作用.pdf

1、微管和微絲是細(xì)胞骨架的重要組成部分，植物發(fā)育過(guò)程中各種類型的細(xì)胞中都存在微絲微管的相互作用。我們利用擬南芥懸浮培養(yǎng)細(xì)胞和百合花粉管分別研究了微管早前期帶形成過(guò)程中和花粉管極性生長(zhǎng)過(guò)程中微絲微管的相互作用。 首先我們利用骨架特異性藥物處理，并通過(guò)激光共聚焦顯微鏡調(diào)查了擬南芥懸浮培養(yǎng)細(xì)胞中微管早前期帶(preprophaseband，PPB)的形成過(guò)程。微絲微管熒光雙標(biāo)記顯示，間期細(xì)胞的微絲無(wú)規(guī)則排布，不與周質(zhì)微管共定位，而在PPB

2、形成期間周質(zhì)微絲與微管共定位。在PPB起始形成階段，微絲帶與寬微管帶一起形成并與微管帶一起變窄。用微絲解聚劑latrunculinA處理細(xì)胞，雖然寬微管帶仍然可以形成但不能變窄；而在微絲穩(wěn)定性藥物phalloidin(鬼筆環(huán)肽)存在的情況下，PPB的形成沒(méi)有顯示任何不正常，因此完整的微絲骨架對(duì)形成正常的PPB是必要的，而微絲的動(dòng)態(tài)并不是必需的。用BDM(2,3-butanedionemonoxime，2,3-丁二酮單肟，一種myosin

3、(肌球蛋白)抑制劑)處理，PPB的正常形成受到阻遏，停留在寬的微管帶的階段，表明actomyosin與PPB形成有關(guān)。用間接免疫熒光同時(shí)標(biāo)記微管和myosin，顯示在PPB形成期myosin在PPB區(qū)域有富集現(xiàn)象。結(jié)果表明當(dāng)寬微管帶變窄形成PPB時(shí)微絲骨架可能在PPB區(qū)域作為軌道利用myosin運(yùn)輸周質(zhì)微管。 雖然研究已經(jīng)表明微絲骨架在花粉管生長(zhǎng)中有及其重要的作用，但微管骨架的作用仍然有爭(zhēng)議。為了檢驗(yàn)微管在花粉管生長(zhǎng)中的作用，我

4、們以百合花粉管為材料，對(duì)正在生長(zhǎng)中的花粉管分別用不同濃度的微管解聚劑(oryzalin，黃草消)和穩(wěn)定劑(taxol，紫杉醇)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)微管解聚對(duì)花粉管極性生長(zhǎng)沒(méi)有明顯的影響，而隨taxol濃度逐漸增高，花粉管的生長(zhǎng)隨微管的穩(wěn)定被抑制。進(jìn)一步對(duì)花粉管端部進(jìn)行局部藥物處理，發(fā)現(xiàn)局部破壞花粉管端部的微管幾乎不影響花粉管生長(zhǎng)，而局部穩(wěn)定微管則使花粉管向偏離微管穩(wěn)定一側(cè)的方向生長(zhǎng)。結(jié)果表明，保持花粉管端部的微管處于動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性對(duì)于花粉管的極

5、性生長(zhǎng)是至關(guān)重要的。 為了檢驗(yàn)myosin在花粉管中的作用，我們以百合花粉管為試材，用特異的myosin抑制劑BDM處理花粉管，發(fā)現(xiàn)用20mmol/L的BDM處理花粉管使花粉管端部膨大呈球形，端部的微絲和微管的分布也發(fā)生了變化。在之后的恢復(fù)實(shí)驗(yàn)中，微絲、微管重新恢復(fù)極性分布，花粉管端部也重新恢復(fù)極性生長(zhǎng)，不過(guò)在恢復(fù)過(guò)程中微管比微絲恢復(fù)得要慢?；ǚ酃芏瞬炕謴?fù)極性沒(méi)有固定位置和方向。說(shuō)明myosin在花粉管端部生長(zhǎng)中起著重要作用，抑