生长素结合蛋白与纤维素合成酶在同一细胞中的标记与定位

生长素通过其结合蛋白(ABP1)促进细胞纤维素合成并使细胞伸长生长。为探明ABP1与纤维素合成酶(CesA1)这2种蛋白质之间的相互关系,分别对这2种蛋白质进行了荧光标记,构建了绿色荧光蛋白(GFP)对ABP1融合标记以及青色荧光蛋白(CFP)对CesA1融合标记的2种载体。采用烟草叶片侵注法,将2种重组体转入烟草叶片同一细胞进行瞬时表达。扫描激光共聚焦显微成像观察到转基因瞬时表达的烟草铺列细胞的细胞膜上有强烈两色荧光信号,表明这2种蛋白集中在细胞膜上分布,其分布区域存在明显的重叠。在细胞的内膜系统中绿色荧光信号相对较强,青色荧光信号较弱,表明内膜系统中也分布着一定量的ABP1,而纤维素合成酶在内膜系统中不会集中分布。在叶片铺列细胞间嵌合交错区可以观察到青色荧光的高亮点,表明此处存在纤维素合成酶的高密度分布,也说明在此部位有更多的纤维素合成。

基于表面质子化聚多巴胺修饰电极用于拟南芥原生质体的黏附与测定

采用自氧化方法将多巴胺(DA)聚合修饰到光透ITO(或金)电极表面上,通过缓冲溶液(pH 3)处理后形成带正电、可与带负电荷原生质体静电相互作用的表面膜。经循环伏安、电化学阻抗方法证明修饰薄膜对拟南芥原生质体黏附的有效性,在一定原生质体数目范围(1000~30 000),质子化聚多巴胺膜界面电荷转移电阻(R_(ct))随原生质体数目(N_(cells))增加而增加,1/R_(ct)与1/N_(cells)呈线性关系。此外,石英晶体微天平动态测试结果亦证明,本方法制备的修饰薄膜对原生质体具良好的黏附效果。本研究提供了一种用于原生质体固定与传感的有效方法,为在细胞层次研究植物结构、功能与行为及植物生命多样性提供参考。

拟南芥与烟草细胞低温胁迫下的粘弹性变化规律与耐冷性比较

研究旨在通过实时监测与比较拟南芥与烟草BY-2细胞在降温过程的粘弹性变化规律以建立衡量植物耐冷性的一种新指标。采用修饰带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵石英晶体微天平实时跟踪测定拟南芥悬浮细胞和烟草BY-2细胞在降温过程的粘弹性变化规律。随着温度的降低,拟南芥和烟草细胞的粘弹性指数绝对值均下降,细胞硬度增加。温度降得越低,粘弹性指数绝对值下降越大,细胞越硬。当温度从25℃降到5℃时,拟南芥细胞比BY-2细胞的粘弹性指数变化值要小,这与拟南芥比烟草耐受低温相符。植物细胞在低温下的粘弹性变化规律可以用来研究植物寒冷胁迫和作为衡量植物耐冷性的一种新指标。

植物生长调节剂2,4-D对烟草BY-2细胞粘弹性的影响

本文基于多次泛音、宽频耗散型石英晶体微天平技术,首次检测了2,4-D作用于模式植物烟草BY-2细胞下细胞壁与细胞骨架粘弹性的动态变化规律。结果表明,0.5 mg·L-12,4-D处理下烟草BY-2细胞壁与细胞骨架均变软,在光学显微镜下观察到细胞内物质运输变快。此外,比较了不同浓度(0.1~10 mg·L-1)2,4-D对BY-2细胞粘弹性的影响,在1 mg·L-12,4-D处理下BY-2细胞的粘弹性变化最明显。

植物生长素通过ABP1促进细胞膜泡的外排运输

为了研究植物生长素结合蛋白ABP1（auxin binding protein 1）对膜泡运输的调控,将烟草生长素结合蛋白基因ABP1 cDNA分别构建成可诱导型表达的过表达和干扰表达载体,并将绿色荧光蛋白GFP与烟草分泌载体膜蛋白SCAMP2（secretory carrier membrane protein 2）融合进行细胞的膜泡标记,转化植物模式细胞BY-2后分别获得了转ABP1和antiABP1的两类膜泡标记转基因细胞系。以雌二醇诱导ABP1、antiABP1表达后,结合生长素处理,通过扫描激光共聚焦观察了细胞的膜泡运输变化。当诱导ABP1在细胞内过量表达后,以吲哚-3-乙酸（indole-3-acetic acid,IAA）处理细胞,在细胞核膜及周围内质网膜、细胞质膜以及其他细胞内膜系统都观察到强烈的荧光信号,说明细胞内膜泡运输更为活跃;当诱导antiABP1在细胞内干扰表达时,在细胞核附近维持有较强烈的荧光信号,而细胞质膜及两细胞间隔的荧光信号明显减弱,表明抑制ABP1表达显著抑制了细胞膜泡的外排运输。在ABP1经诱导过表达后,加入IAA处理细胞,在0-6 min时间段内间隔性观察了细胞膜泡对生长素的时间响应,在这段时间内细胞核周围及内膜系统的荧光信号明显增强,细胞质膜的荧光强度没有明显的变化,表明细胞核与内膜系统间存在活跃的膜泡运输,内膜系统向细胞质膜间的外排膜泡运输也逐渐加强。因此,可以证明ABP1参与生长素信号响应,增强细胞膜泡的外排运输。