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遗传发育所揭示植物细胞膨压调控机制

膨压普遍存在于植物细胞,与生长发育密切相关,但对其调控的分子机制了解非常有限。中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组通过对植物花粉管进行研究,发现了一个影响花粉管体内生长的突变体turgor regulation defect 1 (tod1),其花粉管内钙离子浓度下降,在花柱内生长缓慢,不能及时有效地从花柱道中穿出,导致部分雄性不育;同时,该突变体还表现出气孔关闭失调,对植物激素ABA不敏感。对体外萌发花粉管的模拟压力环境生长实验和膨压测定显示突变细胞膨压增加,说明TOD1基因参与花粉管和气孔保卫细胞的膨压调控。TOD1基因编码一个高尔基体蛋白,在花粉管和角果表皮的保卫细胞中特异性表达;进一步研究表明TOD1具有碱性神经酰胺酶活性,它通过调节细胞内鞘氨醇及其下游活性分子——磷酸鞘氨醇的量和钙信号来调控细胞的膨压。 该研究揭示了鞘脂类物质在花粉管膨压调节中的重要作用,于1月16日在线发表在Nature Commun......阅读全文

Nature子刊解决植物生殖生物学领域中的一个重要科学问题

  过去几十年中,植物生殖生物学领域的科学家们长期为一个重要的基础科学问题所困扰,那就是:带有尾巴的精子不仅可以运动而且自主控制运动方向,没有尾巴的高等植物精细胞不能运动只能由花粉管运输,那么植物的精细胞是否控制花粉管运输的方向呢?  近期来自北京大学生命科学学院的研究人员发表了题为“Sperm c

北大生命科学学院发表了拟南芥有性生殖的分子调控机制

  北京大学生命科学学院,马萨诸塞大学安姆斯特分校的研究人员发表了题为“Arabidopsis pollen tube integrity and sperm release are regulated by RALF-mediated signaling”的文章,首次找到了拟南芥有性生殖过程中参与

Nature解开植物成功受精之谜

  最近,日本名古屋大学JST-ERATO Higashiyama Live-Holonics项目和转化生物分子研究所(ITbM)的Hidenori Takeuchi博士和Tetsuya Higashiyama教授,成功地发现了开花植物花粉管(雄性)中的一个关键激酶受体,可让花粉管准确到达卵细胞(雌

Nature解开植物成功受精之谜

  最近,日本名古屋大学JST-ERATO Higashiyama Live-Holonics项目和转化生物分子研究所(ITbM)的Hidenori Takeuchi博士和Tetsuya Higashiyama教授,成功地发现了开花植物花粉管(雄性)中的一个关键激酶受体,可让花粉管准确到达卵细胞(雌

中外团队揭示被子植物受精过程关键机制

  被子植物的受精过程是种子形成的关键环节。防止多个精细胞与卵细胞结合,即多精受精,对于维持后代基因组的稳定是非常重要的一件事。  3月19日,《自然》在线发表了山东农业大学与美国马萨诸塞大学阿默斯特分校共同完成的最新成果。经过多年努力,他们发现了被子植物阻止多个花粉管进入胚珠的分子机制。  论文第

中外研究团队揭示被子植物受精过程关键机制

  被子植物的受精过程是种子形成的关键环节。防止多个精细胞与卵细胞结合,即多精受精,对于维持后代基因组的稳定是非常重要的一件事。刚刚授粉的拟南芥花,摘掉了镜头前面的萼片和花瓣。段巧红供图  3月19日,《自然》在线发表了山东农业大学与美国马萨诸塞大学阿默斯特分校共同完成的最新成果。经过多年努力,他们

我国揭示植物调控花粉管细胞完整性与精细胞释放机制

  人们发现在被子植物的有性生殖过程中,花粉管质膜上的受体ANX1/2参与了对花粉管完整性的调控,因为缺失这两个受体之后花粉管一萌发就提前发生爆炸,精细胞无法正常送至胚囊(雌方组织),双受精无法完成。但是,ANX1/2是如何维持花粉管细胞的完整性的?他们识别的信号分子是什么?花粉管又是如何在适当的地

非损显微测量技术在房南花粉管Ca2流速检测中的应用

  尽管植物缺乏许多调节哺乳动物细胞内钙浓度的机制,但它们仍然使用钙信号来帮助完成各种生理功能,其中许多功能仍未得到准确解释。   2018年5月4日,马里兰大学学者发表了一篇题为《花粉管Ca2内稳态下GLR通道的Cornichon分类与调控》的文章,主要研究花粉管Ca2内稳态的调控机理。   

氯离子外流通过肌醇3,4,5,6-四磷酸盐调控花粉管的生长...

氯离子外流通过肌醇3,4,5,6-四磷酸盐调控花粉管的生长和细胞的体积花粉管生长是生物系统中自发组织的一个重要实例。在这些自发系统中,通过交互反馈通路传递信号,从而控制并调整分子及生化参数使之最适于生长和发挥作用。花粉作为一种研究植物细胞发育、生长以及生物生理学的模式材料,发现花粉管的振荡生长与Ca

2006年中国植物科学若干领域重要研究进展

2  植物发育与生殖的遗传调控 顶端分生组织的遗传调控  顶端分生组织是植物胚后发育的关键,研究其遗传调控机理对了解植物生长和农作物生产具有重要意义。中国科学院植物研究所刘春明研究员与国外科学家合作研究证明了拟南芥 CLAVATA3 (CLV3) 编码一个多肽配体,它通过与

我国学者发现AGL80可决定中央细胞命运

  被子植物是当今植物界中种类最多、分布最广、适应性最强的类群。有别于其它植物类群,被子植物进化出了独特的双受精生殖模式,即雄配子体花粉中的两个精细胞分别与雌配子体内部的卵细胞和中央细胞融合,并进一步发育成胚和胚乳。被子植物双受精机制的出现导致了胚乳的产生,能够为新生的胚提供必要的养分从而确保胚的正

植物受精的“丘比特之箭”

  最近,日本名古屋大学的一组科学家成功地发现了AMOR——一个糖链分子,可增加植物的受精效率。他们发现,AMOR负责激活花粉管,以促使受精。此外,通过生物学家和化学家们之间的合作,该研究小组已经合成了一种二糖,即双糖,其表现出与AMOR相同的属性。这一发现将带来研究的进步,提高植物受精效率以及碳水

非损伤微测技术应用于拟南花粉管Ca2+流速检测

植物虽然缺少很多在哺乳动物中调节细胞内钙离子浓度的机制,但是它们仍然利用钙离子信号来帮助完成多种生理功能,这其中仍有许多Ca2+调控机制还无法准确解释清楚。2018年5月4日,马里兰大学学者在Science上发表了一篇文章,题目为“CORNICHON sorting and regulation o

中科院发表离子通道研究新成果

  双受精是开花植物特有的一种繁殖方式。在授粉过程中,花粉管通过接收和应答胚珠分泌的多种引诱物质将一对精细胞送入胚珠。其中一个精细胞与卵细胞融合产生合子,另一个与中央细胞融合产生胚乳。  已知花粉管导向需要花粉管顶部的钙离子梯度,而钙离子通道是调控钙离子梯度的核心,因此钙离子通道是花粉管导向的关键元

用离子流技术和荧光蛋白提高胞内外Ca2+和H+的时空分辨率

关键词:花粉管(Pollen tube),钙信号(Calcium signaling),质子信号(Proton signaling),细胞分化(Cell polarization)参考文献:Erwan Michard. et al. Sexual Plant Reproduction, 2008,

棉纤维细胞控制向顶的扩散性生长模式

  棉花在人类文明的历史进程中扮演了举足轻重的角色。人类种植驯化棉花的历史有7000年之久,棉纤维一直是纺织业中天然纤维的最重要来源。棉纤维是由胚珠表皮细胞发育而来的高度特化的单细胞表皮毛,成熟的纤维细胞长度可达直径的1000-3000倍,因此棉花纤维细胞是研究植物细胞极性生长的理想模型。大多数植物

植物所研究发现拟南芥VILLIN5调控花粉管极性生长

         拟南芥VILLIN5的缺失引起花粉粒和花粉管中微丝不稳定  众所周知,微丝细胞骨架的动态组装控制花粉管的极性生长。然而到目前为止,人们对花粉管如何精密调控微丝的动态组装还知之甚少。  中科院植物研究所黄善金研究组对花粉中高度表达的微丝相关蛋白VILLIN5进行了功能

Science:揭示一种促进被子植物种间遗传隔离的分子机制

  2019年5月31日,北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心瞿礼嘉教授课题组的研究论文“Cysteine-rich peptides promote interspecific genetic isolation in Arabidopsis”以长文形式在线发表在国际著名期刊Scien

PNAS:CAP1在花粉管中介导顶端肌动蛋白聚合的分子机制

  肌动蛋白细胞骨架涉及许多基本的生理细胞过程。大多数基于肌动蛋白的功能(如果不是全部的话)由肌动蛋白的聚合形式进行。因此,该领域的核心问题是肌动蛋白单体如何快速组装成肌动蛋白丝并组织成不同的结构以满足各种生理和细胞过程的需要。CAP,在芽殖酵母中也称为Srv2p,已经成为这一过程中的重要参与者。它

遗传发育所揭示植物雌雄识别的分子机制

  受精需要精子和卵细胞的结合,而精子能否被及时地传递到卵子是受精的关键。在被子植物中,精子是通过花粉管来传递的,但花粉管是如何将精子传递到卵子的呢?这是植物生殖生物学几十年来关注的主要问题,也是杂交育种的技术瓶颈之一。日前,中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究组首次分离到了花粉管识别雌性吸引

作物育性理论研究“973”项目获系列创新成果

  作物育性是作物“传宗接代”的能力,也是产生人类赖以生存的粮食的基础。过去几十年来,以作物育性为基础的杂交育种为农作物产量的提高作出了巨大的贡献。但是,进一步提高育种水平,确保我国粮食生产的长治久安,仍有赖于对作物育性形成分子机制的深入研究。  在国家重点基础研究计划(“973”计划)的

3月19日《自然》杂志精选

      封面故事:引导花粉管生长的化学引诱剂   本期封面所示为一个花粉管在一种新发现的化学引诱剂LURE1引诱下按字母“N”的形状生长。精确的花粉管引导是开花植物成功受精的关键。花粉管引诱剂的概念是19世纪末提出的,当时人们发现花粉管朝介质上被切除的雌蕊组织的方向生

中国科学家发现植物雌雄识别的“钥匙”

  被子植物的花粉在空气中传播时如何“标同伐异”?中国科学家找到一把“钥匙”,首次分离到花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体,并揭示了信号识别和激活的分子机制。  中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究员领导的研究组完成这项研究,研究成果已在线发表于最新一期《自然》杂志。  科学家们发现,被子

遗传发育所揭示调控植物TGN形成的分子机制

  高尔基体不仅是细胞内膜系统膜泡运输的核心,而且也是细胞壁和胞外基质多糖、质膜糖脂合成以及蛋白糖基化修饰的位点。不同于动物细胞,植物细胞高尔基体产生一个分离的、独立完成不同功能的反面管网结构TGN(Trans-Golgi Network),专门负责分选和分泌来自反面膜囊的物质。同时,TGN兼任了早

遗传发育所在花粉管导向控制机制研究中取得进展

  植物从水生向陆生进化过程中,精细胞丧失了运动能力,需要依靠花粉管把它递送到雌配子体——胚囊中与卵子融合,完成受精。花粉管导向是一个精确调控的雌-雄配子体细胞相互识别的过程。胚囊释放吸引信号,花粉管接收信号后作出定向生长的反应。到目前为止,吸引信号已经被初步鉴定为一类分泌性质的小肽分

科大研LBS显镜高速拍活细胞

  图:科技大学的科研团队研发出全新一代LBS显微镜,并将技术产品化成看似打印机的模样   香港科技大学一支科研团队研发出新一代显微镜,号称能拍摄“5D细胞影像”,新显微镜使用新型的线性贝塞尔光片(Line Bessel Sheet, LBS)技术,较传统显微镜“低光”(光毒性大减),加上高速拍摄

原生质运动的观察实验

实验方法原理在生活细胞内,原生质的活跃运动现象统称为原生质运动。原生质运动是生活细胞的重要标志之一。原生质可以在细胞内流动,也可以通过胞间连丝穿流于细胞与组织之间,有时并非全部原生质都参与运动而仅限于局部细胞质,往往原生质表面的透明层(Hyaloplasm)处于静止状态。原生质运动在所有生活细胞中均

原生质运动的观察实验

实验方法原理 在生活细胞内,原生质的活跃运动现象统称为原生质运动。原生质运动是生活细胞的重要标志之一。原生质可以在细胞内流动,也可以通过胞间连丝穿流于细胞与组织之间,有时并非全部原生质都参与运动而仅限于局部细胞质,往往原生质表面的透明层(Hyaloplasm)处于静止状态。原生质运动在所有

小麦花粉萌发与双受精过程

本实验以小麦为材料,观察小麦花粉在柱头上萌发和花粉管生长情况。在示范镜下观察小麦双受精过程中雌、雄性核的融合情况。并进行花粉人工诱导萌发试验,测定花粉生活力。 (一)小麦花粉在柱头上的萌发 取扬花时小麦柱头的整体封片进行观察。在制片中可看到小麦柱头二裂,羽毛状,具多分枝。大量花粉落在柱头上,

上海生科院揭示植物花粉管生长方向调控机理

  2月29日,《美国科学院院刊》(PNAS)杂志发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王永飞研究组题为Cyclic nucleotide-gated channel 18 is an essential Ca2+ channel in pollen tube tips for pol