Ca~(2+)和Ca~(2+)-ATPase在小麦颖果筛分子分化中的动态变化

摘要：

[目的]探讨Ca~(2+)和Ca~(2+)-ATPase在小麦颖果筛分子(sieve elements,SEs)分化过程中的动态变化及其在SEs的细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)中的作用.[方法]用透射电子显微术观察小麦颖果韧皮部分化过程中的超微结构变化;用Ca~(2+)特异性荧光染色法和焦锑酸钾沉淀法,对小麦颖果韧皮部分化过程中的Ca~(2+)进行组织和亚细胞水平的定位;同时用铅盐沉淀法对Ca~(2+)-ATPase进行定位.[结果]超微结构观察发现,在SEs发育初期,细胞壁逐渐加厚,且内壁呈突起状,随着分化的进行,SEs细胞壁较以前明显变薄且平滑.Ca~(2+)荧光试验表明,花后6～10 d,SEs细胞壁中有Ca~(2+)的积累,其中花后9 d,SEs细胞壁Ca~(2+)浓度最高;到花后14 d,细胞壁Ca~(2+)浓度下降至对照水平.Ca~(2+)亚细胞定位表明,在SEs中,花后1-2 d Ca~(2+)主要分布在细胞膜上和细胞核中;花后4 d,SEs细胞质中Ca2+浓度增加,并且线粒体中也出现Ca~(2+)颗粒;但到花后5-8 d,Ca~(2+)主要分布在SEs细胞壁中,此时线粒体中未发现Ca~(2+)颗粒;在花后10～18 d,Ca~(2+)再次从细胞壁转移到胞内;花后20 d,SEs中Ca~(2+)消失.在中间细胞(intermediary cells,ICs)中,花后1～18 d始终都有Ca~(2+)颗粒,主要分布在细胞内壁上和液泡中.在SEs发育过程中,Ca~(2+)-ATPase的活性发生显著变化.花后3 d时,SBs中的Ca~(2+)-ATPase活性最弱;花后4-14 d SEs有较强的Ca~(2+)-ATPase活性,且主要分布在SEs的细胞壁、细胞膜、胞间连丝等部位和线粒体,细胞核等细胞器上.[结论]Ca~(2+)和Ca~(2+)-ATPase在小麦颖果SEs的分化过程中呈动态变化,Ca~(2+)可能参与介导了SEs的PCD过程.此外,Ca~(2+)和Ca~(2+)-ATPase可能对SEs细胞壁的加厚和SEs的功能实施有一定调控作用.

关键词：小麦(Triticum aestivum L.)、颖果、筛分子、Ca~(2+)、Ca~(2+)-ATPase

所属期刊栏目：42

分类号：S5(农作物)

资助基金：国家自然科学基金30571101

在线出版日期：2010-01-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：4209-4217