细胞壁
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细胞壁是植物与外界环境接触的界面,需要应对盐分、其他胁迫因素,以及霉菌等病原体——因此,它必须能感知损伤并做出适应性调整。
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植物细胞壁:不止是“容器”,更是活跃的“信号传递者”
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植物细胞壁:不止是“容器”,更是活跃的“信号传递者”植物细胞壁:不止是“容器”,更是活跃的“信号传递者”精选
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(如图中根细胞所示)植物细胞壁不仅是物理容器,还参与重要的信号传导过程。
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“就信号传递而言,植物细胞壁是最复杂的系统之一,”北京大学生命科学学院植物生物学家瞿礼嘉(Li-JiaQu)表示。
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果胶
沃尔夫仍在持续研究细胞壁在细胞形态塑造中的作用,并在今年早些时候的一篇预印本论文中指出,植物干细胞必须通过调控细胞壁果胶的甲基化状态,来维持自身的干细胞特性并形成新的植物器官[4]。
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成分
细胞壁成分(尤其是果胶)的变化还与果实成熟过程密切相关,这为研究人员设计新型作物品种提供了思路。
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不过,纤维素在这一过程中也发挥着重要作用:这两种细胞壁成分共同作用,加固了拼图状结构中被称为“颈部”(necks)的凹陷区域。
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发出
安德森(Anderson)及其团队在研究拟南芥表皮细胞发育过程中细胞壁发出的信号时,发现了另一种“信号交流”的证据:这种交流由不含甲基的果胶触发,并通过一种名为FERONIA的受体实现——该受体能够感知这种特定形式的果胶[3]。
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信号传导
在形成“拼图状”结构的细胞中,FERONIA受体被证实是细胞壁信号传导的关键角色。
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瞿礼嘉与爱丽丝·张(AliceCheung)意识到,借助这种细胞壁信号传导机制,或许能改变植物的繁殖过程,培育出适应性更强的杂交植物。
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目前,人们对这一过程中具体的细胞壁信号传导机制了解尚不深入,但西摩推测,通过调控这些信号,生物工程师有望改良果实特性:“我们或许能培育出质地更软糯、或更脆爽的果实,也能通过调整质地来延长果实的货架期,同时保持良好的品质。
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效果
他们发现,细胞壁在细胞生长、繁殖以及应对感染的过程中,扮演着主动甚至“爱交流”的角色:它会持续接收并传递关于自身形态与成分的信号。
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尽管细胞壁能保护内部细胞结构,但一些病原体仍会利用酶“钻穿”细胞壁,感染细胞。
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通过“偷听”这些信号,或对其进行调整、补充,科学家正探索利用细胞壁科学改善农业的创新方法——例如保护作物免受病害侵袭、培育新型植物或强健的杂交品种。
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影响
沃尔夫仍在持续研究细胞壁在细胞形态塑造中的作用,并在今年早些时候的一篇预印本论文中指出,植物干细胞必须通过调控细胞壁果胶的甲基化状态,来维持自身的干细胞特性并形成新的植物器官[4]。
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其它
细胞壁是植物与外界环境接触的界面,需要应对盐分、其他胁迫因素,以及霉菌等病原体——因此,它必须能感知损伤并做出适应性调整。
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