第43期--胞外的Ca2+参与自交不亲和性

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胞外的Ca2+内流参与罂粟的自交不亲和性反应

自交不亲和性(Self-Incompatibility, SI)是指某一植物的雌雄两性机能正常,但不能进行自花受精或同一品系内异株花粉受精的现象。自交不亲和性是广泛存在于显花植物中的一种种内生殖障碍,对于物种避免近亲交配和保持遗传多样性具有重要意义。在过去的十多年中,科学家发现不亲和的罂粟花粉中胞内自由Ca2+的增加可以激发自交不亲和性反应。然而,胞外的Ca2+是否参与这个过程,一直没有得到证实。

近来,研究人员使用非损伤微测技术测定了罂粟花粉管的Ca2+流说明了这一问题。研究发现Ca2+内流和振荡在花粉管生长中出现,自交不亲和性蛋白(S蛋白:14kD)能够刺激Ca2+内流,这个内流的部位在花粉管尖端后的50mm处。这些SI诱导的Ca2+内流说明了在SI反应中胞内Ca2+的增加是由于胞外的Ca2+进入细胞而引起。同时发现,Ca2+通道抑制剂Gd3+和La3+抑制花粉管正常的Ca2+内流和振荡,抑制花粉管生长。

非损伤微测技术对于研究自交不亲和性有无可比拟的优势,活体、动态地检测细胞的振荡信号,并且可以得到真实、稳定的Ca2+信号。

关键词:自交不亲和性(self-incompatibility);罂粟(Papaver rhoeas);Ca2+信号(Ca2+ signaling)

参考文献:Franklin-Tong VE, et al. Plant Journal, 2002, 29: 333-345

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图注:采用非损伤微测技术测定Ca2+ flux。

上图:花粉管不同部位的Ca2+ flux测定和矢量图;

下图:加入S蛋白后花粉管的Ca2+振荡和Ca2+内流被抑制。

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