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黄善金研究组在活体拟南芥胚胎细胞微管骨架观察体系的建立方面取得新进展

图注:拟南芥各胚胎发育阶段活体胚胎细胞中微管骨架的组织
(A)心形胚细胞中周质微管列阵。标尺为20微米。
(B)鱼雷胚各原基细胞中周质微管列阵。标尺为10微米。
(C)子叶胚各原基细胞中周质微管列阵。标尺为10微米。
(D)胚胎细胞中的早前期微管带、纺锤体以及成膜体。标尺为5微米。
       胚胎发生是开花植物生命进程中极其重要的发育阶段,为胚后各发育进程奠定基础。从细胞学水平来看,胚胎发育是各个单细胞行为的综合。因此,对各个细胞的行为和潜在的亚细胞结构进行活体观察将有助于揭示胚胎发育的细胞学基础。相比动物细胞来说,植物细胞由于不能运动和存在着刚性的细胞壁,对细胞分裂方式和方向以及细胞扩张方向进行严格控制是植物发育得以成功进行的关键。微管骨架作为这些细胞学事件的重要调控因子,参与控制植物胚胎发育。但微管骨架在植物胚胎发育过程中的具体功能和作用机制有待于深入研究。
       实现在活体胚胎细胞中对微管骨架的组织和动态进行观察对于理解微管的功能和作用机制非常重要。其中发展能够成功标记植物胚胎细胞微管骨架并忠实揭示微管动态特性的探针很关键。此外,由于胚胎细胞深埋在母性组织中,发展能够克服活体成像障碍的方法也显得非常必要。为此,黄善金研究组构建了带有标记拟南芥胚胎细胞微管骨架探针的转基因株系,结合活体剥离胚胎的方法,发现该微管探针能够展示不同发育阶段几乎所有胚胎细胞中的微管骨架。并在这基础上对拟南芥活体胚胎细胞中的微管骨架的组织和空间排布方式进行了定量分析,而且实现了对单根微管的动态进行追踪以及对相关参数进行测定和分析。该方法的建立对于将来研究各种微管骨架系统相关突变对胚胎发育造成的影响提供了条件,为本实验室的相关后续工作的深入开展奠定了方法学基础。
       研究结果于4月7日在Molecular Plant(Wang et al., 10.1093/mp/ssu038)期刊上在线发表,黄善金研究组博士研究生王倩男是该论文的第一作者。相关研究得到国家科技部和国家自然科学基金委的资助。

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