第35期--肌醇盐和Cl-流调控花粉管的生长和细胞的体积

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

图注1：Cl-振荡与花粉管生长速率一致。 图注2：肌醇3,4,5,6-四磷酸盐扰乱花粉管尖端的Cl-外流。负值代表外流。

 

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Ca²⁺、H⁺、K⁺三种阳离子振荡内流有关。

在哺乳动物分泌细胞中，Cl^-通道作为重要的调节者调控分泌活动并维持细胞体积。已经证明肌醇3,4,5,6-四磷酸盐负调控Ca²⁺激活Cl^-通道。不同的肌醇磷酸盐作用于花粉管时，肌醇3,4,5,6-四磷酸盐的作用最强。

Feijó等研究人员应用非损伤微测技术探索了肌醇3,4,5,6-四磷酸盐和Cl^-流之间的潜在关系。研究发现，在烟草和百合花粉管尖端出现振荡的Cl^-外流，从距尖端12μm开始沿着花粉管出现持续内流。氯通道阻断剂DIDS（4,4’-diisothiocyanatostilbene- 2,2‘-disulfonicacid）和5-硝基-2-(3-苯丙氨基)-苯甲酸（5-nitro-2-(3- phenylpropylamino)benzoicacid）分别在80μM和20μM时能够完全抑制烟草花粉管生长，诱导细胞体积增大，扰乱尖端Cl^-外流。另外，肌醇3,4,5,6-四磷酸盐编码的信号不利于花粉管生长，并可诱导细胞体积增大，扰乱正常的Cl^-振荡外流。相关分析表明Cl^-外流的周期在时间上与生长周期吻合，且生长周期中Cl^-外流与囊泡运动有关。

这一研究对于认识调控花粉管平衡和生长网络中的Cl^-动力学非常重要。

 

关键词：花粉管（pollentube）;Cl^-流（Chlorideflux）;肌醇3,4,5,6-四磷酸盐（inositol3,4,5,6-tetrakisphosphate）

参考文献：LauraZonia,etal.ThePlantCell,2002,14:2233-2249

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