外源鈣調(diào)素對(duì)梨自交不親和性花粉管鈣信號(hào)的調(diào)控作用.pdf

1、以砂梨（Pyrus pyrifolia）品種‘豐水’和‘今村秋’為試材，在離體條件下，研究了胞外鈣調(diào)素（CaM）與花柱S-RNase、異三聚體G蛋白對(duì)梨花粉萌發(fā)、花粉管生長(zhǎng)及花粉（管）內(nèi)游離鈣離子(Ca2+)濃度變化的影響，探討了CaM與花柱S-RNase、G蛋白在調(diào)控花粉管生長(zhǎng)中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，主要結(jié)果如下：
　　 1.在梨自交不親和性反應(yīng)過(guò)程中，CaM能顯著提高花粉萌發(fā)率及花粉管生長(zhǎng)，使花粉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生特異性的“鈣瞬變”信號(hào)，

2、緩解不親和性花柱S-RNase對(duì)花粉胞內(nèi)Ca2+濃度的抑制作用，并改變不親和性花柱S-RNase處理的花粉管尖端中Ca2+濃度梯度與Ca2+振蕩方式，出現(xiàn)鈣瞬變等特異性鈣信號(hào)；CaM還通過(guò)激活花粉管尖端的Ca2+通道，緩解花柱S-RNase對(duì)自交不親和性花粉管Ca2+通道的抑制作用。
　　 2.G蛋白抑制劑百日咳毒素（PTX）能完全消除胞外CaM對(duì)花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的啟動(dòng)作用，而G蛋白激活劑霍亂毒素(CTX)能逆轉(zhuǎn)CaM的桔抗

3、劑（CaM抗血清）引起的花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)停止的效應(yīng)；同樣，CTX處理花粉后，花粉胞內(nèi)Ca2+濃度呈上升趨勢(shì)，而花粉管內(nèi)Ca2+濃度呈波動(dòng)式下降趨勢(shì)；PTX處理花粉后，花粉胞內(nèi)Ca2十濃度呈下降趨勢(shì)，花粉管Ca2+濃度呈規(guī)律性急劇下降趨勢(shì)，Ca2+濃度梯度完全消失，出現(xiàn)鈣瞬變現(xiàn)象；CTX能夠逆轉(zhuǎn)CaM抗血清對(duì)花粉胞內(nèi)Ca2+濃度的抑制作用；而PTX則能夠抑制CaM對(duì)Ca2+濃度的促進(jìn)作用，表明G蛋白可能在胞外CaM的下游起作用。

4、>　　 3.CaM、G蛋白協(xié)同作用可以緩解花柱S-RNase對(duì)不親和性花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)的抑制作用，緩減花粉胞內(nèi)Ca2+濃度降趨勢(shì)，促使花粉管尖端和整體Ca2+濃度上升而Ca2+梯度消失、Ca2+振蕩方式發(fā)生改變；CaM、G蛋白協(xié)同作用對(duì)親和性花柱S-RNase處理下的花粉萌發(fā)和花粉管的生長(zhǎng)表現(xiàn)為幾乎無(wú)影響，花粉胞內(nèi)Ca2+濃度呈一定的高水平緩慢下降，花粉管尖端Ca2+濃度梯度存在或消失延遲。表明CaM、G蛋白協(xié)同參與梨自交不親和性

5、反應(yīng)，并且在花柱S-RNase的下游起作用，由此，推測(cè)出胞外CaM與花柱S-RNase、G蛋白三者之間的關(guān)系，勾勒出從花柱S-Rnase-胞外CaM-G蛋白-Ca2+這樣一條簡(jiǎn)單的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。
　　 4.采用免疫膠體金定位技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，CaM主要分布在花粉管中的質(zhì)膜附近，在細(xì)胞壁上也有少量分布。不親和花柱S-RNase處理后，CaM位置遠(yuǎn)離花粉管質(zhì)膜，向花粉管內(nèi)部移動(dòng)；而親和S-RNase處理，CaM的位置沒(méi)有明顯變化。

6、>　　 5.采用激光共聚焦顯微鏡研究了CaM及其抗血清對(duì)自花、異花授粉的花柱自發(fā)熒光變化的影響，結(jié)果表明：授粉12h后，CaM處理異花授粉花柱前端熒光值降低后部熒光值升高，而處理自花授粉花柱自發(fā)熒光值則升高；CaM抗血清處理異花授粉花柱熒光值整體升高，而處理自花授粉花柱自發(fā)熒光的分布規(guī)律發(fā)生了明顯變化。授粉72h后，CaM處理異花授粉花柱熒光值提高，最高值位于子房端；CaM處理自花授粉以及CaM抗血清處理的異花、自花授粉花柱自發(fā)熒光的

7、分布規(guī)律均發(fā)生了改變。
　　 6.通過(guò)研究CaM及其抗血清處理后，自花及異花授粉花柱中Ca2+分布及花柱結(jié)構(gòu)的變化表明：未授粉和異花授粉的花柱中未發(fā)現(xiàn)Ca2+沉淀顆粒，CaM能夠使自花授粉花柱中細(xì)胞間隙的Ca2+沉淀顆粒消失，使細(xì)胞中液泡變大，細(xì)胞間隙變小；CaM抗血清則增加自花授粉花柱細(xì)胞間隙中的Ca2+濃度，增大細(xì)胞間隙。
　　 7.利用透射電子顯微鏡觀察了梨自花、異花授粉后花粉管和花柱組織的超微結(jié)構(gòu)變化。結(jié)果顯示，