胞间细胞骨架是近些年来在植物根尖与叶原基细胞之间发现的一种新的细胞骨架列阵,据报道该列阵可能穿过细胞间的共质连接,在控制细胞间通讯方面起重要作用。胞质通道是一种较巨大的共质连接形式,功能上也可能与细胞间的信号转导和物质交换有关。最近我们在一系列针对胞质通道的研究中发现,这种胞间细胞骨架也存在于植物的花粉母细胞之间,它们(主要是微丝和微管)直接穿过胞质通道从一个细胞延伸到另一个细胞,在细胞之间保持一定的连续性。本项目拟在这一重要发现的基础上,采用超低温冷冻-冷冻替代固定、光学断层术和电镜断层术、电镜免疫细胞化学等现代细胞分子生物学研究手段,对这种存在于植物花粉母细胞间的细胞骨架-胞质通道装置作进一步的研究。对于了解植物胞间细胞骨架-胞质通道的结构与功能、胞间通讯、胞间细胞器运动及减数分裂周期调控的机理有重要的意义,同时也潜在有一定的应用价值。
胞质通道(CC)- 细胞骨架(CS复合体是一种非胞间连丝共质连接形式, 可能在控制细胞间大分子通行和通讯方面起重要作用。为了了解CC-CS的结构细节与功能,本项目以多种植物的体细胞和性母细胞为材料进行了较深入的研究。发现1)在小麦,烟草和洋葱花药的表皮和维管束薄壁细胞之间也发现有CC存在;2)在洋葱、烟草和百合的小孢子母细胞中发现,一个或若干个质体(或类似质体的细胞器)位于细胞壁一侧或两侧,与CC紧密结合,或一个质体的一部分直接穿越过一个CC, 从一个细胞延伸到另一个细胞,在细胞之间形成一个质体桥;或若干个质体聚集到细胞壁的一侧, 通过同一个CC, 在细胞间形成多个质体桥;3)在蜀葵的小孢子母细胞中发现, 减数分裂前间期和前期细胞质内出现许多非常巨大的,由单套膜或双套膜包被的,该内含体或结合到CC上, 或伸入到 CC 之内,或与 CC上的质膜融合, 或通过 CC 延伸到另一个细胞之内. 这些结果提示,植CC-CS 的功能可能因不同的细胞、组织和发育阶段而异,在小孢子母细胞中,可能与消除因造孢细胞阶段细胞随机不对称分裂造成的细胞质的异质性,保持小孢母细胞,小孢子和雄配子群体的同质性有关。