韧皮部末端低压的原因
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为了发育,花朵需要韧皮部提供的糖分。

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韧皮部末端低压的原因
韧皮部末端低压的原因

为了发育,花朵需要韧皮部提供的糖分。 交付起着至关重要的作用,因为如果失败,开发可能会停止。 在水分限制期间失败尤其普遍,并且会减少果实的数量或大小,这在玉米等谷类作物中会降低生产力。 玉米的失败主要涉及雌性小花,因为异花授粉表明花粉通常可以存活,而雌性小花则不能。

玉米的雌花是方便的实验工具,因为它们在解剖学上很简单。 每朵小花基部的花梗都有一个轮廓分明的杯形韧皮部末端,类似于持有圆形珠心的高尔夫球座。 在授粉时但受精之前,小花没有胚胎,并且组织完全是母体的,从而简化了遗传学。 由于这种简单性,最近发表在《自然》杂志上的一篇新论文中使用了玉米小花。 Annals of Botany。 结果表明,尽管没有胚胎,质外体是将韧皮部内容物传递给玉米雌花的途径的一部分。 沿着韧皮部轴,韧皮部内容物被保留,但在末端它们非选择性地释放到质外体。 释放是由花梗韧皮部末端周围薄壁组织的质膜控制的。 释放的非选择性可能是末端筛孔压力较低的原因,导致大量流向水槽。 该系统涉及质外体中的蔗糖水解,导致葡萄糖在那里积聚。 珠心选择性地吸收释放的化合物并将其供应给胚囊,然后供应给胚胎。

膜选择性的差异驱动韧皮部运输至质外体,从而形成玉米小花。 Annals of Botany 111(4):551-562
抽象
花的发育依赖于韧皮部输送的光合作用产物。先前的研究表明,光合作用产物到达花的途径可能涉及质外体或共质体。本研究的目的是确定光合作用产物到达花的途径及其作用机制。玉米(玉米植物生长至授粉。为简化操作,在受精前收获小花,以确保所有组织均来源于母本。由于韧皮部中的蔗糖在输送至小花的过程中会水解为葡萄糖,因此对组织进行成像,并使用基于酶的分析方法检测葡萄糖含量。此外,向茎部施用羧基荧光素二乙酸酯,并进行类似的成像和分析。活体切片图像显示,韧皮部内容物释放到小花珠心下方的花梗细胞间隙中。检测到了葡萄糖或羧基荧光素,并且可以通过洗脱去除。对于羧基荧光素,韧皮部薄壁组织的质膜似乎控制着其释放。释放后,珠心选择性地吸收细胞间隙中的葡萄糖,而排斥羧基荧光素。尽管没有胚,珠心下方的细胞间隙仍是韧皮部内容物的储存库,因此严格的共质体途径被排除。由于葡萄糖和羧基荧光素的释放并非选择性的,因此到达小花的途径与胚存在时的途径相似。这种非选择性释放表明韧皮部末端的膨压无法平衡韧皮部内容物的全部渗透势,从而产生向下的压力梯度,驱动物质整体流向库。Fisher 和 Cash-Clark 此前在小麦中也测量到过这种梯度。同时,珠心膜对细胞间隙物质的选择性吸收能够维持该组织的完全膨压,从而将胚囊与母株隔离。这种隔离在胚发育后应该会继续存在。

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作者

AJ Cann

Alan Cann 是莱斯特大学生物科学学院的高级讲师,曾任 AoB 互联网咨询编辑。

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