烟草花柱引导组织细胞程序性死亡动态研究

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花柱(style)作为雌蕊的一部分,是雌性生殖器官中重要的结构。花柱具有开放型(open type)和闭合型(closed type)两种类型。它连接柱头、子房,为花粉管生长的主要场所。花柱在雌蕊-花粉管相互作用这一过程中的作用获得的关注较少。在闭合型花柱中,花粉管生长的主要场所为引导组织(transmitting tissue)。引导组织的存在对花粉管具有重要作用,分别为支持、营养并引导花粉管生长方向。目前,已经有研究证明引导组织细胞死亡为细胞程序性死亡(PCD),但是由于引导组织一直以来获得较少的关注,其细胞死亡的方式、PCD时序性以及与花粉管生长之间的时间、空间上的关系并不是十分明确。我们使用半薄切片、组织染色、TUNEL原位检测以及超薄切片技术,对未授粉和授粉烟草(Nicotiana tabacum Linn.)花柱内引导组织在烟草花期内的变化进行了观察。以阐明未授粉及授粉花柱内引导组织的死亡方式、特点以及二者的区别。并对授粉后引导组织PCD时与花粉管生长的时空变化关系进行分析,为探明引导组织与花粉管之间的关系提供依据。结果发现:(1)在未授粉花柱内,在花期内引导组织随着开花天数的增加细胞开始死亡,其死亡的方式为发育型PCD,但细胞壁并不降解。与花内其他组织的死亡一样,为衰老的过程。花期结束时,花柱(包括引导组织)与花部器官一起脱落。(2)在授粉花柱内,引导组织存在两种细胞死亡方式,一种方式与未授粉花柱内类似;另一种是一种快速的PCD过程。虽然细胞死亡方式不同,但是在细胞死亡的末期,其细胞壁会发生降解。这一特点也是与未授粉引导组织细胞PCD的不同。(3)花柱内引导组织结构的快速变化发生在花粉管生长过后,这可能是这些生长过后的花粉管所引起的。目前对于花粉管引起引导组织快速PCD之中所存在的调控机制不甚了解,尚需进一步探究。
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