Pollenrör - Pollen tube
Ett pollenrör är en rörformad struktur som produceras av den manliga gametofyten från fröväxter när den gror. Förlängning av pollenrör är en integrerad fas i växtens livscykel. Pollenröret fungerar som en kanal för att transportera de manliga könscellerna från pollenkornet - antingen från stigma (i blommande växter ) till äggstockarna vid basen av pistilen eller direkt genom ägglossningsvävnad i vissa gymnospermer . I majs kan denna enda cell växa längre än 30 cm för att korsa pistillens längd .
Pollenrör upptäcktes först av Giovanni Battista Amici på 1800 -talet.
De används som en modell för att förstå växtcellens beteende. Forskning pågår för att förstå hur pollenröret reagerar på extracellulära styrsignaler för att uppnå befruktning.
Beskrivning
Pollenrör produceras av manliga gametofyter från fröväxter . Pollenrör fungerar som rör för att transportera de manliga könscellerna från pollenkornet - antingen från stigma (i blommande växter ) till äggstockarna vid basen av pistilen eller direkt genom ägglossningsvävnad i vissa gymnospermer . Pollenrör är unika för fröväxter och deras strukturer har utvecklats under deras historia sedan karbonperioden. Pollenrörsbildning är komplex och mekanismen är inte helt förstådd, men är av stort intresse för forskare eftersom pollenrör transporterar de manliga könscellerna som produceras av pollenkorn till den kvinnliga gametofyten. När ett pollenkorn har implanterat på ett kompatibelt stigma initieras dess spiring . Under denna process börjar pollenkornet bukta utåt för att bilda en rörliknande struktur, känd som pollenröret. Pollenrörstrukturen går snabbt ner längs stilen via spetsriktad tillväxt och når hastigheter på 1 cm/timme, medan de bär två icke-rörliga spermier. När den når ägglossningen brister pollenröret och levererar därigenom spermierna till den kvinnliga gametofyten . I blommande växter uppstår en dubbel befruktning . Den första befruktningshändelsen producerar en diploid zygot och den andra befruktningshändelsen producerar en triploid endosperm .
Angiospermer
Blommans manliga reproduktionsorgan, ståndaren , producerar pollen. Öppning av ståndare gör pollen tillgänglig för efterföljande pollinering (överföring av pollenkorn till pistill , det kvinnliga reproduktionsorganet). Varje pollenkorn innehåller en vegetativ cell och en generativ cell som delar sig för att bilda två spermier . Abiotiska vektorer som vind , vatten eller biotiska vektorer som djur utför pollenfördelningen.
När ett pollenkorn sätter sig på en kompatibel pistill kan det gro som svar på en sockerhaltig vätska som utsöndras av den mogna stigmatiseringen. Lipider vid ytan av stigma kan också stimulera pollenrörstillväxt för kompatibelt pollen. Växter som är självsterila hämmar ofta pollenkornen från sina egna blommor från växande pollenrör. Förekomsten av flera pollenkorn har observerats för att stimulera snabbare pollenrörstillväxt i vissa växter. Den vegetativa cellen producerar sedan pollenröret, ett rörformat utskott från pollenkärnan, som bär spermierna i dess cytoplasma . Spermierna är de manliga könscellerna som kommer att gå ihop med äggcellen och den centrala cellen vid dubbel befruktning . Den första befruktningshändelsen producerar en diploid zygot och den andra befruktningshändelsen producerar en triploid endosperm .
Det spirade pollenröret måste borra sig igenom den näringsrika stilen och krulla till botten av äggstocken för att nå en äggstock. När pollenröret når en äggstock brister det för att leverera de två spermierna. En av spermierna befruktar äggcellen som utvecklas till ett embryo, som kommer att bli den framtida växten. Den andra smälter ihop med båda polära kärnorna i den centrala cellen för att bilda endospermen , som fungerar som embryos matförsörjning. Äntligen kommer äggstocken att utvecklas till en frukt och äggstockarna utvecklas till frön .
Gymnospermer
Gymnospermpollen produceras i mikrosporangia som bärs på vågarna av hankonen eller mikrostrobilus . I de flesta arter är växterna pollinerade, och barrträdens pollenkorn har luftblåsor som ger flytkraft i luftströmmar. Kornen deponeras i mikropylen i äggstocken hos en honkotte eller megastrobilus, där de mognar i upp till ett år. I barrträd och Gnetofyter gror pollen för att producera ett pollenrör som penetrerar megasporangium eller nucellus som bär med sig spermikärnor som överförs till äggcellen i den kvinnliga växtens utvecklande archegonia .
Mekanism för tillväxt av pollenrör
Erkännande
Den kvinnliga sporofyten måste känna igen pollen som sitter fast vid stigma. Ofta kan bara pollen av samma art växa framgångsrikt. Outcrossed pollen växer mer framgångsrikt. Med självinkompatibilitetssystem växer överkorsad pollen och utkonkurrerar självpollen. Interaktionen mellan stilen och pollen upptäcker kompatibilitet och påverkar pollenrörets tillväxttakt. Denna urvalsprocess bygger på gennivåreglering där genlokaliteter i gynoecium tillåter att antingen självpollen långsamt växer, slutar växa eller spricker medan snabbare tillväxt av utkorsad pollen sker. Självinkompatibilitetssystem upprätthåller genetisk mångfald. När det gäller gymnospermer innehåller de inte en pistill med stigma. Därför måste pollen sänka sig ned i pollineringsdroppen och föra den manliga gametofyten till ägget i den exponerade äggstocken. Men pollen av olika arter kommer inte att sjunka ner i droppen; pollen lämnas flytande ovanpå, medan droppen drar tillbaka in i mikropylen.
Initiering
.jpg)
När pollenkornet känns igen och hydratiseras gror pollenkornet för att växa ett pollenrör. Det finns konkurrens i detta steg eftersom många pollenkorn kan tävla om att nå ägget. Stigmen spelar en roll för att styra spermierna till en mottaglig ägglossning, i fallet med många ägglossningar. Endast kompatibla pollenkorn får växa enligt bestämning genom signalering med stigmatiseringen.
I pollenkornet ger den generativa cellen upphov till spermierna, medan de vegetativa cellerna har en rörcell som växer pollenröret. Vissa växter har mekanismer på plats för att förhindra självbestämning, till exempel att ha stigma och anther mogna vid olika tidpunkter eller vara av olika längd, vilket avsevärt bidrar till att öka den genetiska mångfalden hos nästa generation.
Det finns stor variation i tillväxttakten för pollenrör och många studier har fokuserat på signalering. Genuttrycket i pollenkornet har identifierats som gametofytens och inte föräldrasporofytens, eftersom det uttrycker sitt eget unika mRNA och enzymer. I persikoträdet ger stilmiljön som pollenröret växer genom näring för rörets tillväxt till äggstocken. Pollenrör är toleranta och till och med pollen skadad av röntgenstrålar och gammastrålning kan fortfarande växa pollenrör.
Tillväxt och signalering
Pollenrörstillväxten påverkas av samspelet mellan stigmastil och pollenkorn. Förlängningen av röret uppnås med förlängning av cytoskelet och det sträcker sig från spetsen, som regleras av höga kalciumnivåer i cytosolen. Kalciumnivåerna hjälper de synaptiska blåsorna i membranen att växa och sträcka sig vid spetsen. Polypeptider som finns i stilen reglerar också tillväxt av rör och specifika peptider som spelar en roll vid signalering för tillväxt har identifierats.
LURE -peptiderna som utsöndras från synergiderna, som upptar utrymmet intill äggcellen, kan använda lockmedel . I mutanta Arabidopsis -växtembryon, särskilt hos dem utan synergider, kunde pollenrören inte växa. Pollenrörstillväxten går mot ägg av samma art som pollen. Intraspecifik signalering hjälper till att befrukta ägg och spermier av samma art. Signaliseringen i stilen är viktig eftersom pollenrör kan växa utan närvaro av en embryosäck med just interaktion med stilen. Andra delar i äggstocken inkluderar cytoplasmatiska faktorer som miRNA och kemiska gradienter som lockar pollenröret att växa mot synergiderna.
Kalcium och eten i Arabidopsis thaliana var inblandade i avslutningen av pollenröret när det växer nära äggstocken. Ökningen av kalcium möjliggjorde frisläppande av de två spermierna från röret samt degeneration av en synergidcell. Den kemiska gradienten av kalcium kan också bidra till avslutning tidigt i rörtillväxt eller vid lämplig tidpunkt.
Längden på pollenröret varierar beroende på art. Den växer på ett oscillerande sätt tills den är redo att släppa ut spermierna nära ägget för befruktning. Några snabbt växande pollenrör har observerats i lilja, tobak och Impatiens sultanii. Tillväxthastigheten ger organismen fördelar men det är inte klart om variationen i tillväxttakten finns i befolkningen eller har valts ut i över generationer på grund av ökad kondition.
Evolution
Många övergångsfunktioner har identifierats som visar samband mellan pollenrörets utveckling med en icke-rörlig sperma. Tidiga fröväxter som ormbunkar har sporer och rörliga spermier som simmar i ett vattenmedium, kallat zooidogami . Angiospermpollenröret är enkelt, oförgrenat och växer snabbt, men detta är inte fallet för förfäder.
I gymnospermer som Ginkgo biloba och cycadophyta bildas ett haustorial pollenrör. Röret suger helt enkelt upp näringsämnen från den kvinnliga kärnen och växer i två steg. Pollenröret är mycket grenat och växer på kvinnliga sporofytvävnader. Först växer det huvudröret följt av en mer sfärisk spets i slutet för att låta spermierna sprängas nära archegonia. Den binucleated , multiflagellated sperma kan sedan simma till ägget. Cycader har en mindre grenad struktur och spetsänden sväller på samma sätt som i ginkgo . I cykader har emellertid olika enzymer identifierats i pollenröret som dirigerar tillväxt och kärnvävnaderna skadas mer av rörtillväxten.
I andra phyla av gymnospermer, coniferophyta och gnethophyta är sperman icke rörliga, kallad siphonogamy och pollenröret växer genom arkegon att hjälpa spermierna att nå ägget mer direkt. Barrträd kan vara grenade eller ofrenade och de orsakar degeneration av honvävnaden när den växer genom mer vävnad. Tallar, till exempel urladdningscytoplasma hos spermierna och förening av den ena spermierna inträffar när den andra spermien degenererar. Men i gnetophyta finns det funktioner som mer liknar angiospermpollenrör där röret når ägget med en tidig form av dubbel befruktning. Endospermen bildas dock inte och den andra befruktningen avbryts.
I angiospermer har mekanismen studerats mer omfattande eftersom pollenrör i blommande växter växer mycket snabbt genom långa stilar för att nå det välskyddade ägget. Det finns stor variation i pollenrör i angiospermer och många modellväxter som petunia, Arabidopsis , lilja och tobaksväxter har studerats för intraspecifika variationer och signalmekanismer. I blommande växter kan ett fenomen som kallas polyamori uppstå där många ägglossningar befruktas och organismens övergripande kondition ännu inte har studerats med avseende på tillväxten av pollenrör.
Beteende
Pollenrör är en utmärkt modell för förståelsen av växtcells beteende. De odlas lätt in vitro och har ett mycket dynamiskt cytoskelet som polymeriserar med mycket höga hastigheter, vilket ger pollenröret intressanta mekaniska egenskaper. Pollenröret har en ovanlig typ av tillväxt; den sträcker sig uteslutande på toppen. Genom att bara förlänga cellväggen vid spetsen minimeras friktionen mellan röret och den invaderade vävnaden. Denna spetstillväxt utförs på ett pulserande sätt snarare än på ett stadigt sätt. Pollenrörets resa genom stilen resulterar ofta i djup-till-diameter-förhållanden över 100: 1 och upp till 1000: 1 hos vissa arter. I majs kan denna enda cell växa längre än 30 tum för att korsa pistillens längd . Det interna maskineriet och de externa interaktionerna som styr dynamiken i pollenrörstillväxt är långt ifrån fullt förstås.
Aktins cytoskeletets roll
Den aktin cytoskelettet har visat sig vara avgörande för att hjälpa pollen rör tillväxt. När det gäller rumslig fördelning är aktinfilament anordnade i tre olika strukturer i pollenröret. Varje unikt arrangemang eller mönster bidrar till upprätthållandet av polariserad celltillväxt som är karakteristisk för pollenröret. I den apikala regionen- platsen för spetsriktade tillväxtaktinfilament är mindre rikliga, men de är mycket dynamiska. Dessutom ackumuleras små blåsor i spetsen, vilket indikerar att denna region är platsen för kritisk vesikelinriktning och smältning av händelser. Sådana händelser är väsentliga för att reglera hastigheten och riktningen av pollenrörstillväxt. I den subapiska regionen är aktinfilament anordnade i en kragen-liknande struktur. Omvänd-fontän cytoplasmatisk strömning sker vid subapexen; riktningen för cytoplasmatisk strömning är omvänd och fortsätter längs de axiella aktinkablarna som innefattar skaftet. Skaftområdet omfattar den centrala delen av pollenröret. I denna region är aktinfilament anordnade i axiella buntar med likformig polaritet, vilket möjliggör transport av olika organeller och vesiklar från pollenrörets bas till spetsen, vilket driver den totala rörtillväxten.
Aktin filament dynamik
Både den rumsliga fördelningen och dynamiken hos aktincytoskeletet regleras av aktinbindande proteiner (ABP). För att experimentellt observera fördelningsförändringar som sker i aktinkytoskeletet under tillväxt av pollenrör har gröna fluorescerande proteiner (GFP) tagits i bruk. GFP valdes huvudsakligen för dynamisk visualisering på grund av det faktum att de gav ett effektivt sätt för icke-invasiv avbildning av aktinfilament i växter. Bland de olika GFP som användes under experiment var GFP-mTalin, LIM-GFP och GFP-fimbrin/ABD2-GFP. Var och en av dessa markörer störde emellertid antingen den naturliga strukturen hos aktinfilamenten eller på ett ogynnsamt sätt märkt sådana filament. Till exempel resulterade GFP-mTalin i överdriven filamentbuntning och GFP-fimbrin/ABD2-GFP märkte inte aktinfilament som ligger i de apikala eller subapiska områdena i pollenröret. Mot bakgrund av dessa nackdelar har Lifeact-mEGFP utsetts som den framstående markören för val av aktinfilament i pollenröret; Lifeact-mEGFP kan detektera alla tre arrangemang av aktinfilament, och det har minimala effekter på aktinfilamentens naturliga struktur. Lifeact-mEGFP har använts som en markör för att studera aktinfilamentens dynamik i de växande pollenrören av tobak, liljor och Arabidopsis .
Genom studier som genomförts med GFP har det bekräftats att det dynamiska tillståndet hos aktinfilament som finns i den apikala regionen är avgörande för tillväxt av pollenrör. Experiment av aktinfilament färgade med GFP-mTalin har gett resultat som bekräftar att spetslokaliserade aktinfilament är mycket dynamiska. Sådana experiment har gjort en koppling mellan dynamiken hos spetslokaliserade aktinfilament och deras roll i bildandet av aktinstrukturer i den subapiska regionen. Vidare indikerar experiment med aktinfilament som ligger i den apikala kupolen av Arabidopsis att aktinfilament kontinuerligt produceras från det apikala membranet i pollenröret; produktionen av dessa aktinfilament medieras av forminer . Dessa fynd har gett bevis som stöder teorin om att aktinfilament som finns i den apikala regionen är mycket dynamiska och är platsen för vesikelinriktning och smältning av händelser. Experiment av etiolerade hypokotylceller såväl som BY-2-suspensionsceller visar att mycket dynamiska aktinfilament som produceras från det apikala membranet antingen kan vändas genom att filament bryter och depolariserar händelser, eller så kan de flytta från spetsen till den apikala flanken, vilket resulterar i minskad ackumulering av aktinfilament i pollenrörets apikala region.
Experiment av aktinfilamentdynamik i skaftregionen genomfördes också med användning av GFP. Fynd indikerade att den maximala filamentlängden i denna region signifikant ökade och skärfrekvensen minskade signifikant. Sådana fynd indikerar att aktinfilament belägna i skaftregionen är relativt stabila jämfört med aktinfilament belägna i de apikala och subapiska regionerna.
Förordning
ABP reglerar organisationen och dynamiken i aktincytoskeletet. Som nämnts tidigare syntetiseras aktinfilament kontinuerligt från det apikala membranet. Detta indikerar förekomsten av membranförankrade aktinkärnbildningsfaktorer. Genom experiment har det teoretiserats att forminer är representativa för sådana aktinkärnningsfaktorer. Exempelvis har formin AtFH5 identifierats som en viktig regulator av aktinfilamentkärnbildning, specifikt för aktinfilament syntetiserade från det apikala membranet i pollenröret. Genetiska knockouts av AtFH5 resulterade i ett minskat överflöd av aktinfilament i både apikala och subapiska områden i pollenröret, vilket gav mer bevis för att stödja teorin om att AtFH5 kärnar aktinfilament i apikala och subapiska regioner i pollenröret.
Klass I formin AtFH3 är en annan aktinkärnbildningsfaktor. AtFH3 kärnar aktinfilamentaggregat av de längsgående aktinkablarna placerade i skaftområdet av pollenröret. Mer specifikt använder AtFH3 aktin/profilinkomplexet för att interagera med slutet av aktinfilament och därigenom initiera kärnbildning av aktinfilament.
Vägledning
Omfattande arbete har ägnats åt att förstå hur pollenröret reagerar på extracellulära styrsignaler för att uppnå befruktning. Pollenrör reagerar på en kombination av kemiska, elektriska och mekaniska signaler under sin resa genom pistilen. Det är dock inte klart hur dessa externa signaler fungerar eller hur de behandlas internt. Dessutom har sensoriska receptorer för någon extern signal inte identifierats ännu. Trots det har flera aspekter redan identifierats som centrala i processen med tillväxt av pollenrör. Aktinfilamenten i cytoskelettet, den säregna cellväggen , sekretorisk vesikeldynamik och flödet av joner , för att nämna några, är några av de grundläggande egenskaperna som lätt identifieras som avgörande, men vars roll ännu inte är helt klarlagd.
DNA -reparation
Under pollenrörstillväxten måste DNA -skador som uppstår repareras för att den manliga genomiska informationen ska överföras intakt till nästa generation. I växten Cyrtanthus mackenii innehåller bicellulärt moget pollen en generativ cell och en vegetativ cell. Spermieceller härleds genom mitos av den generativa cellen under förlängning av pollenrör. Den vegetativa cellen är ansvarig för pollenrörets utveckling. Dubbelsträngade avbrott i DNA som uppstår verkar repareras effektivt i den generativa cellen, men inte i den vegetativa cellen, under transportprocessen till den kvinnliga gametofyten .
RMD Actin Filament Organization är bidragare till tillväxt av pollenrör
Översikt
För att framgångsrik befruktning ska ske sker det snabb spetstillväxt i pollenrör som levererar de manliga könscellerna till äggstockarna. Ett pollenrör består av tre olika regioner: toppen som är tillväxtregionen, subapexen som är övergångsregionen och skaftet som fungerar som normala växtceller med de specifika organellerna. Spetsregionen är där spetstillväxt sker och kräver sammansmältning av sekretoriska blåsor. Det finns mestadels pektin och homogalakturonaner (en del av cellväggen vid pollenrörspetsen) inuti dessa vesiklar. Homogalacturonans ackumuleras i spetsregionen via exocytos för att lossa cellväggen. En tjockare och mjukare spetsvägg med lägre spänningsutbyte kommer att bildas och detta tillåter cellexpansion, vilket leder till en ökning av spetsens tillväxt. Omvänt fontäncytoplasmatisk strömning sker under spetstillväxten som är väsentlig för cellulär expansion, eftersom den transporterar organeller och vesiklar mellan skaftregionen och subapexregionen.
Aktinkytoskeletet är en viktig faktor för pollenrörstillväxt, eftersom det finns olika mönster av aktinkytoskelet inom pollenrörets olika regioner för upprätthållande av polariserad celltillväxt. Till exempel finns det longitudinella aktinkablar i skaftregionen för att reglera cytoplasmatisk strömning med omvänd fontän. F-aktinet kontrollerar ackumuleringen av homogalacturonans fulla blåsor- väsentligen medierande spetstillväxt- i subapex-regionen. Aktinfilamenten styr det apikala membranet och cytoplasma -interaktioner medan pollenröret växer i spetsregionen. F-aktinet från det apikala membranet gör ett aktinbindande protein som kallas formin som är avgörande för tillväxt av pollenrörspetsar. Forminer uttrycks i spetsens tillväxtceller och är uppdelade i två undergrupper: typ I och typ II. Typ I -forminerna gör aktinstrukturerna och deltar i cytokines. Typ II -forminerna bidrar å andra sidan till tillväxten av polariserade celler vilket är nödvändigt för spetstillväxt. Spettillväxt är en form av extrem polariserad tillväxt och denna polariserade process kräver aktinbindande proteinmedierad organisation av aktincytoskelet. Ett viktigt protein som krävs för denna spetstillväxt är det aktinorganiserande proteinet och forminprotein typ II som kallas Rice Morphology Determinant (RMD). RMD är lokaliserad i spetsen av pollenröret och styr tillväxten av pollenröret genom att reglera polariteten och organisationen av F-actin array.
RMD främjar tillväxt av pollenrör
RMD främjar groning av pollen och tillväxt av pollenrör, och detta bevisas genom många experiment. Det första experimentet jämför egenskaperna hos pistilen och stigmatiseringen av rmd-1-mutanten (risväxt utan funktionell RMD) och vildtyprisväxten (med en funktionell RMD). Fröken och pistilen var kortare i rmd-1-mutanterna än vildtypen. Detta experiment visade att RMD är avgörande för pollenutveckling. Risväxter av vildtyp har ökat grobarhet medan rmd-1-mutanter har minskat grobarhet. Detta sågs när båda gror i ett flytande groddmedium. Efter att grobarhetsgraden hade testats gjordes en jämförelse mellan pollenrörens längder och bredder mellan de två plantorna. Viltypens pollenrör hade en större pollenrörslängd än mutanterna, men mutanterna hade en större rörbredd. Denna större pollenrörsbredd inom mutanterna indikerar minskningen av tillväxten av polariserade celler och därmed minskning av spetstillväxten. Därefter insamlades pollenkorn från vildtypen och mutanter för att jämföra pollineringsaktiviteterna mellan vildtyperna och mutanterna. Det var minskad aktivitet och minimal penetration inom mutanterna medan en ökad aktivitet och penetration genom stilen och till botten av pistillerna inom vilda typer. Dessa observationer indikerade den fördröjda pollenrörstillväxten i rmd-1-mutanterna. Dessutom fanns det ingen effekt på befruktningshastigheterna mellan vildtypen och mutanten och detta testades genom att mäta utsädeshastigheten mellan vildtypen och mutanten. Det visade sig att båda hade liknande utsättningsgrader. Därför påverkar RMD inte befruktningen och har endast effekt på spetstillväxten.
RMD -uttryck i pollenröret
Totala RNA -extraktioner från hela blomman, lemma, palea, lodicule, pistil, anther och mogna pollenkorn av vildtypsväxterna ägde rum för att upptäcka var RMD uttrycks specifikt i växten som helhet. Med användning av RT-qPCR (omvänt transkriptionskvantitativ PCR) var det uppenbart att det fanns olika mängder RMD-transkript inom varje del av anläggningen. Och då var det uppenbart var RMD fanns i varje del av anläggningen med RT-PCR (omvänd transkription PCR) och med UBIQUITIN som kontroll. Dessa två metoder visade att det fanns en riklig närvaro av RMD -transkripten i lemma, pistill, anther och mogna pollenkorn. För att bekräfta dessa resultat utfördes en annan metod. Denna metod använde transgena växter som hade en RMD -promotorregion fusionerad med en reportergen som kodar för GUS. Histokemisk färgning av vävnaderna i dessa transgena växter uppvisade då hög GUS -aktivitet i pistill, anthervägg och mogna pollenkorn. Därför visade dessa kombinerade resultat att RMD uttrycks i dessa specifika organ i växten.
Detektion av GUS -signaler användes igen för att studera var RMD uttrycks specifikt i pollenröret. Först samlades pollenkorn från proRMD :: GUS trangeniska växter, och det noterades att det fanns en stark GUS -signal inom dessa mogna pollenkorn. Dessa pollenkorn groddes sedan in vitro och GUS -signaler observerades inom pollenrörens spetstillväxt. Emellertid varierade styrkan hos dessa GUS -signaler vid olika groddstadier. GUS -signalerna var svaga inom pollenrörspetsen i det tidiga grobarhetsstadiet, men starkare vid de senare gronningsstadierna. Därför stöder dessa resultat att RMD är inblandat i pollengroing och tillväxt av pollenrör.
RMD -lokalisering i pollenröret
RMD, som är forminer av typ II, består av ett fosfatas, (PTEN) -liknande domän (ansvarig för proteinlokalisering) och FH1- och FH2-domäner (främjar aktinpolymerisation). För att upptäcka lokaliseringen av RMD i pollenröret utfördes övergående analyser av växande pollenrör av tobak och det fluorescerande proteinet GFP användes. Många konfokala bilder av olika pollenrör observerades under specifika förhållanden: pLat52 :: eGFP (enkel eGFP driven av den pollenspecifika Lat52 -promotorn och detta fungerar som en kontroll); pLat52 :: RMD-eGFP (RMD-protein smält med eGFP); pLat52 :: PTEN-eGFP (PTEN-domänen sammansmält med eGFP); och pLat52 :: FH1FH2-eGFP (FH1- och FH2-domänerna fusionerade med eGFP). Genom att jämföra bilderna av kontrollen med pLat52 :: RMD-eGFP observeras att den enda GFP sprids genom hela röret medan RMD-eGFP ackumulerades i rörets spetsområde. Därför visar detta att RMD är lokaliserat inom spetsen av pollenröret.
För att upptäcka om den PTEN-liknande domänen är ansvarig för lokaliseringen av RMD, gjordes en jämförelse mellan de konfokala bilderna av GFP smält med PTEN-domän och förkortad RMD utan PTEN-domänen (pLat52 :: FH1FH2-eGFP). PTEN-eGFP-signalerna var lokaliserade i spetsen av pollenrören som RMD-eGFP-signalerna, medan FH1FH2-eGFP-signalerna fanns i hela pollenröret och inte lokaliserades på ett polärt sätt. Därför visar dessa kombinerade resultat att den PTEN-liknande domänen är ansvarig för spetslokaliseringen av RMD i pollenrören.
RMD styr F-Actins distribution och polaritet i pollenröret
För att avgöra om RMD kontrollerar F-aktinorganisation i pollenröret observerades F-aktin-matriser i vildtyp och rmd-1 mogna pollenkorn med Alexa Fluor 488-phalloidin-färgning. Starkt bundna aktinfilament var närvarande runt öppningarna hos vildkornets pollenkorn även om det inte fanns någon ansamling av aktinfilament runt öppningarna i rmd-1-pollenkornen. Dessutom fanns det svaga signaler och slumpmässig organisation av aktinfilamenten i rmd-1-pollenkornet. Därför stöder dessa resultat att RMD är avgörande för att kontrollera pollengroning.
Fluorescerande intensitet mättes med statistisk analys för att observera aktintrådens densitet i pollenrören. Det fanns en större fluorescensintensitet i skaftregionen hos de rmd-mutanta rören, vilket innebär att det fanns en högre densitet av F-aktin inom denna region. Men det fanns en lägre densitet av F-aktin observerad i spetsområdet för rmd-mutanta rör jämfört med vildtypsrören. Detta visar att F-aktinfördelningsmönstret för pollenrör ändras utan en funktionell RMD.
För att bestämma aktinkablarnas polaritet mättes vinklarna mellan aktinkablarna och förlängningsaxeln för pollenröret. Vinklarna i skaftregionen hos vildtypspollenrören var övervägande mindre än 20 ° medan vinklarna för de rmd-mutanta pollenrören var större än 60 °. Dessa resultat stöder det faktum att RMD är avgörande för polariserad spetstillväxt, eftersom de rmd-mutanta pollenrören (utan en funktionell RMD) uppvisade en ökad bredd och därmed en minskning av spetstillväxten. Den maximala längden på de enstaka kablarna för F-aktinfilament från det apikala till skaftområdet för långsträckta pollenrör mättes också för att testa polariteten i pollenröret. Den maximala längden på F-aktinkablarna var kortare i rmd-mutanta pollenrör jämfört med dem i vildtypsrören. Därför stöder dessa kombinerade resultat att korrekt organisation av aktinkablar såväl som normala F-aktintätheter inom rörets spets endast kan uppnås om RMD är närvarande.
Se även
Referenser
externa länkar
- Pollenrörsprimer
- Bilder: Pollen tetrad och Pollen tube Calanthe missfärgar Lindl. - Flavons hemliga blomsterträdgård