细胞程序性死亡(Programmed Cell Death,PCD),是发生在细胞内,由基因控制的一种自觉、自杀的行为。在动物和高等植物中,已经发现多种细胞程序性死亡的途径,归纳起来,主要有凋亡(apoptosis)、坏死(necrosis)、自噬(autophagy)、自溶(autolysis)等。随着研究的深入,在某些微生物,例如大肠杆菌、假单胞菌、自生蓝细菌等也发现了类似PCD的现象。本研究以本实验室培养的水生蕨类小叶满江红(Azolla microphylla)为实验材料,应用荧光显微镜、透射电镜、TUNEL检测及PCD相关基因克隆测序等方法,从形态、生化和分子水平分别论证了小叶满江红中共生蓝藻PCD的发生。在形态学上,用Hoechst 33342试剂盒,在荧光显微镜下初步检测了共生蓝藻PCD的形态发生。后通过超薄切片和透射电镜观察,确实捕捉到了共生蓝藻类凋亡和类自溶的细胞形态,这为共生蓝藻PCD的发生提供了有力的证据。在生化和分子水平上,用TUNEL检测和PCD相关基因扩增测序的方法,进一步检测了共生蓝藻的PCD现象。TUNEL检测结果表明,共生蓝藻细胞死亡过程中具有凋亡细胞最主要的特征,即DNA的片段化。后通过PCR条件优化和克隆测序,从22对引物中,筛选出Cas202、Cas203、Hcw3/4 3对自行设计的引物,扩增出了与Caspase和Autolysis相关的基因片段,目前已有三条序列片段上传GenBank,获得的登录号依次为:FJ541186、FJ541185、FJ541183。依据本实验的研究,我们可以推测:PCD可能起源于低等的原核生物,并且在自生和共生蓝细菌中至少存在两种PCD途径,即类凋亡和类自溶途径。