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花粉管细胞是典型极性生长的细胞。花粉在萌发后通过快速的顶端生长穿越花柱,将其所携带的雄配子运输至胚珠,进而完成植物的生殖过程。目前已有的大量研究表明,在花粉管顶端生长的过程中,微丝骨架和胞吞胞吐过程扮演着重要的角色。基干部的微丝骨架通常被认为是胞吐膜泡运动的轨道,以利于胞吐膜泡定向运输到花粉管的生长位点并释放其所包裹的内含物,从而实现细胞壁的积累以及细胞的延伸。但是花粉管亚顶端区域微丝刷状缘结构的功能至今仍不清楚。并且目前关于花粉管胞吐以及细胞生长的确切位置仍存在很大争议。因此我们开展一系列工作研究了花粉管亚顶端区域的微丝刷状缘结构在顶端生长过程中所执行的功能,以及其与胞吐膜泡的相互作用。 我们使用百合花粉管为研究材料,并利用lifeact-mEGFP以及基因枪转化技术成功搭建了标记有微丝刷状缘结构的百合花粉管活细胞系统。我们发现百合花粉管快速生长时常伴随有微丝刷状缘结构的出现。进一步对微丝刷状缘结构与生长速度的相关性分析表明,当花粉管生长速度加快时,微丝刷状缘结构密度更大;当花粉管生长速度减慢时,微丝刷状缘结构密度更小。而在低温的条件下,百合花粉管生长速度的减慢常伴随着微丝刷状缘结构过长。当花粉管生长转向时,微丝刷状缘结构集中在花粉管细胞生长较快的一端积累。为进一步研究微丝刷状缘结构与生长速度相关性的机制,我们使用膜特异染料FM4-64以及荧光漂白恢复技术特异地观察胞吐膜泡的分泌。我们发现百合花粉管胞吐膜泡的分泌位点位于微丝刷状缘结构的末端。并且当花粉管转向时,胞吐膜泡更多地集中在细胞生长较快的一端(微丝刷状缘结构更致密的一端)。我们分别使用微丝和胞吐特异抑制性药物研究微丝刷状缘结构与胞吐膜泡的相互作用,结果表明微丝刷状缘结构的维持与胞吐膜泡的正常分泌这两个过程相互依赖。此外,我们使用烟草花粉为研究材料发现烟草花粉管顶端存在网络状的微丝骨架结构而非微丝刷状缘结构。并且烟草花粉管的胞吐和生长位点主要集中在花粉管的顶端区域而非亚顶端区域。 基于以上结果,我们认为微丝骨架和胞吐膜泡的互作在不同物种中有不同的模式。在百合花粉管中,胞吐膜泡在业顶端区域的微丝刷状缘结构的末端释放;而在烟草花粉管中,胞吐膜泡在顶端区域网络状的微丝骨架的末端释放并与顶端细胞膜融合。不同物种间微丝阵列排布以及胞吐模式的差异可能是不同物种具有特异的花粉管生长速度的原因。