在植物中发现了一种新的细胞类型它通过产生器官运动来引起交配的变化
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2023-08-24 16:14:17
摘要 该研究由王银正博士(中国科学院植物研究所)领导。研究小组首先发现Chirita pumila的柱头具有运动性，并证明这种运动与水敏感性有关。进一...
该研究由王银正博士(中国科学院植物研究所)领导。研究小组首先发现Chirita pumila的柱头具有运动性，并证明这种运动与水敏感性有关。进一步地，通过解剖学研究发现，当柱头吸水后，一种占柱头体积一半的细胞大大伸展，这与柱头的伸缩运动密切相关，称为“收缩性”。细胞”。
研究小组通过冷冻扫描电镜发现，收缩细胞充满网状结构，细胞核被挤压到边缘，而薄壁细胞主要由大的中央空泡组成。吸水后，收缩细胞大大伸长到八倍以上，仍然充满网状结构。这说明网状结构是水敏的主要机制，即网状结构吸水膨胀带动收缩细胞伸长，产生柱头运动。CLSM显示FM4-荧光信号在薄壁细胞中从质膜迁移至液泡膜，但收缩细胞中无液泡膜信号，红、绿不同波长下的弱信号显示细胞有较大的伸长。收缩细胞。收缩细胞中不存在液泡，这证实了吸水膨胀的水敏物质是一种网络结构，而不是液泡。TEM和荧光信号分析显示，该网络结构是由内质网和颗粒核糖体引起的，与薄壁细胞完全不同。RNA-seq分析表明，缩窄细胞的表达谱与实质细胞的表达谱显着不同。
通过实地观察作者进一步发现，植物的柱头呈现出双向的开合-弯曲运动，收缩细胞随着湿度的变化驱动柱头昼夜节律。此外，柱头运动在两个柱头裂片之间留下一条连接花药间隙的花粉通道，不断挤压花药，迫使花粉通过该通道直接到达柱头的接受面。
因此，柱头的移动将基于昆虫异花授粉的花卉系统转变为严格的自花授粉系统。这种涉及从异型杂交到主要自花授粉的转变的繁殖策略可能是由于昆虫异花授粉的不确定环境而进化的，Chirita pumila 出现在其中，并且代表了一种新的繁殖保证的近端机制。
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