胞外的Ca²⁺内流参与罂粟的自交不亲和性反应

图注：采用非损伤微测技术测定Ca2+ flux。 上图：花粉管不同部位的Ca2+ flux测定和矢量图； 下图：加入S蛋白后花粉管的Ca 2+振荡和Ca2+内流被抑制。

 

自交不亲和性（Self-Incompatibility, SI）是指某一植物的雌雄两性机能正常，但不能进行自花受精或同一品系内异株花粉受精的现象。自交不亲和性是广泛存在于显花植物中的一种种内生殖障碍，对于物种避免近亲交配和保持遗传多样性具有重要意义。在过去的十多年中，科学家发现不亲和的罂粟花粉中胞内自由Ca²⁺的增加可以激发自交不亲和性反应。然而，胞外的Ca²⁺是否参与这个过程，一直没有得到证实。

近来，研究人员使用非损伤微测技术测定了罂粟花粉管的Ca²⁺流说明了这一问题。研究发现Ca²⁺内流和振荡在花粉管生长中出现，自交不亲和性蛋白（S蛋白：14kD）能够刺激Ca²⁺内流，这个内流的部位在花粉管尖端后的50mm处。这些SI诱导的Ca²⁺内流说明了在SI反应中胞内Ca²⁺的增加是由于胞外的Ca²⁺进入细胞而引起。同时发现，Ca²⁺通道抑制剂Gd³⁺和La³⁺抑制花粉管正常的Ca²⁺内流和振荡，抑制花粉管生长。

非损伤微测技术对于研究自交不亲和性有无可比拟的优势，活体、动态地检测细胞的振荡信号，并且可以得到真实、稳定的Ca²⁺信号。

 

关键词：自交不亲和性（self-incompatibility）；罂粟（Papaver rhoeas）；Ca²⁺信号（Ca²⁺ signaling）

参考文献：Franklin-Tong VE, et al. Plant Journal, 2002, 29: 333-345

 

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