论文部分内容阅读
大量研究结果表明，微丝骨架在植物细胞周期进程中发挥着重要的作用。但是由于研究手段的限制，对于微丝骨架在细胞周期中的动态变化及功能的认识还十分有限。鉴于此，我们利用能够显示微丝骨架的GFP-mTalin转基因烟草悬浮细胞—BY-2细胞系作为研究对象，对微丝骨架在细胞周期中的变化进行了实时的观察和研究，并对前人的研究结果做了重要的补充。
采用农杆菌介导愈伤组织共培养的转化方法将GFP-mTalin融合基因转入烟草BY-2细胞中。与利用悬浮培养共培养的转化方法相比，利用愈伤组织的转化方法不仅操作简单，而且转化效率高。实验证明，继代第三周的愈伤组织的转化效率最高，可以达到46％。通过对比野生型和表达GFP-mTalin的BY-2细胞的生长速率以及对活体转基因细胞的动态观察发现，GFP-mTalin在细胞中的表达并没有对细胞的生长和分裂造成严重影响。
利用表达GFP-mTalin融合蛋白的BY-2细胞，我们不仅观察了典型的细胞周期中微丝骨架参与的结构，如早前期带，纺锤体和成膜体，而且还观察到在成膜体形成以前，分裂面两侧的微丝列阵在分裂面上交错分布，这一结构在细胞周期中是高度动态和短暂存在的，用传统的研究方法难以发现。这些结果表明表达GFP-mTalin的BY-2细胞是研究活体植物细胞中微丝骨架的动态变化及功能的有效系统。
我们详细观察了细胞周期中微丝骨架的动态变化过程，观察到周质微丝骨架在细胞周期中也存在周期性的变化。微丝参与了纺锤体的形成而且在纺锤体的中央和外周都有分布。随着中期的进行，纺锤体微丝会沿纺锤体的长轴和短轴同时向着赤道面收缩，说明微丝可能有锚定纺锤体的作用。姐妹染色单体分开后不久，细胞板就开始形成。此时，分裂面两侧的微丝形成两个柱状结构，来自于两个柱状结构外围的微丝在分裂面上相互交错，柱状结构中央位置的微丝则是不交错的。我们推测，交错于分裂面上的微丝是成膜体微丝形成前微丝的存在方式。胞质分裂后期，微丝形成了一个附着于细胞板上的网络结构，微丝首先在分裂面的中心聚集然后向细胞膜扩展。附着于细胞板上的微丝可能参与了细胞板上囊泡的运输和融合过程，或者为细胞板的扩展提供驱动力，这与前人CB或CD处理能导致细胞板变形的研究结果是一致的。
此外，通过对比GFP-mTalin的转基因BY-2细胞和能够标记内质网的RFP-Bip的转基因BY-2细胞中微丝骨架和内质网的形态和分布方式，观察到二者有很大的相似性。用微丝解聚剂LatrunculinA处理表达RFP-Bip的BY-2细胞，内质网的片状结构解体。说明BY-2细胞中微丝骨架和内质网之间有着密切的关系。
我们的实验结果证明，表达GFP-mTalin的BY-2细胞是研究活体植物细胞中微丝骨架的动态变化及功能的有效体系。利用这一体系我们系统观察了细胞周期过程中微丝的变化，发现了更为精细和动态的微丝结构，表明微丝在细胞周期过程特别是胞质分裂过程中发挥着重要的作用。