植物分泌道發生、發育的細胞學研究

《植物分泌道發生、發育的細胞學研究》是依託西北大學，由劉文哲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植物分泌道發生、發育的細胞學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉文哲
• 依託單位：西北大學

項目摘要

分泌道是種子植物體內與次生代謝過程密切相關的管狀結構之一，是植物抵禦草食動物攝食、病原菌的入侵及機械損傷的重要結構基礎和化學防禦體系，其分泌物又是重要的醫藥和化工原料。以往對分泌道的研究主要集中在組織學水平上，由於缺乏對分泌道發育過程的細胞學本質的了解，導致不同學者對植物分泌道發生方式存在很大爭議，且對分泌物在分泌細胞中的積累途徑尚不完全了解。據此，本項目以華山松的樹脂道、臭椿的粘液道和貓兒屎的乳汁道三類分泌道為研究對象，套用細胞學、細胞化學、雷射共聚焦顯微術和流式細胞術等PCD分子檢測技術，研究分泌道發生、發育和衰老過程中細胞學特徵以及分泌物積累過程中分泌細胞超微結構變化規律；闡明分泌道形成的細胞學機制，明確PCD在分泌道形成中的作用；通過對創傷分泌道的誘導和抑制過程的研究，探討分泌道形成的信號調控途徑；為闡明植物分泌道形成的調控機理奠定基礎，為提高植物抗性的研究提供新思路。

結題摘要

分泌結構是植物體內與次生代謝過程密切相關的一特殊組織，是協助植物傳粉、抵禦草食動物攝食、病原菌的入侵及機械損傷的重要結構基礎和化學防禦體系，其分泌物又是重要的醫藥和化工原料。通過對棉花色素腺體、白蘚的幾類分泌組織、貓兒屎的乳汁道、華山松的樹脂道、臭椿的粘液道等的細胞學研究和細胞程式性死亡的分子生學檢測，發現細胞核變形、染色體凝聚、DNA斷裂、細胞器降解、液泡膜破裂、細胞壁降解或部分降解等PCD特徵普遍存在，細胞程式性死亡在植物分泌結構的發生、發育或衰老過程中扮演著很需要的作用，可能是多數植物分泌結構形成或衰老過程中的普遍現象。PCD降解產物可能是某些分泌結構分泌物合成的原料。機械損傷、茉莉酸甲酯、乙烯能誘導裸子植物華山松和被子植物臭椿莖的次生木質部中產生創傷分泌道，創傷分泌道由形成層向木質部一側的衍生細胞分化形成，為溶生形分泌道。乙烯受體抑制劑1—MCP能抑制能明顯抑制由機械損傷、茉莉酸甲酯、乙烯所誘導的創傷分泌道形成。同時，機械損傷、茉莉酸甲酯能促進乙烯生物合成關鍵酶—ACC氧化酶的表達。由此表明，乙烯可能是植物創傷分泌道形成的關鍵信號分子，在植物的誘導性防禦中起關鍵調控作用。