植物分泌道发生、发育的细胞学研究

分泌道是种子植物体内与次生代谢过程密切相关的管状结构之一，是植物抵御草食动物摄食、病原菌的入侵及机械损伤的重要结构基础和化学防御体系，其分泌物又是重要的医药和化工原料。以往对分泌道的研究主要集中在组织学水平上，由于缺乏对分泌道发育过程的细胞学本质的了解，导致不同学者对植物分泌道发生方式存在很大争议，且对分泌物在分泌细胞中的积累途径尚不完全了解。据此，本项目以华山松的树脂道、臭椿的粘液道和猫儿屎的乳汁道三类分泌道为研究对象，应用细胞学、细胞化学、激光共聚焦显微术和流式细胞术等PCD分子检测技术，研究分泌道发生、发育和衰老过程中细胞学特征以及分泌物积累过程中分泌细胞超微结构变化规律；阐明分泌道形成的细胞学机制，明确PCD在分泌道形成中的作用；通过对创伤分泌道的诱导和抑制过程的研究，探讨分泌道形成的信号调控途径；为阐明植物分泌道形成的调控机理奠定基础，为提高植物抗性的研究提供新思路。

分泌结构是植物体内与次生代谢过程密切相关的一特殊组织，是协助植物传粉、抵御草食动物摄食、病原菌的入侵及机械损伤的重要结构基础和化学防御体系，其分泌物又是重要的医药和化工原料。通过对棉花色素腺体、白藓的几类分泌组织、猫儿屎的乳汁道、华山松的树脂道、臭椿的粘液道等的细胞学研究和细胞程序性死亡的分子生学检测，发现细胞核变形、染色体凝聚、DNA断裂、细胞器降解、液泡膜破裂、细胞壁降解或部分降解等PCD特征普遍存在，细胞程序性死亡在植物分泌结构的发生、发育或衰老过程中扮演着很需要的作用，可能是多数植物分泌结构形成或衰老过程中的普遍现象。PCD降解产物可能是某些分泌结构分泌物合成的原料。机械损伤、茉莉酸甲酯、乙烯能诱导裸子植物华山松和被子植物臭椿茎的次生木质部中产生创伤分泌道，创伤分泌道由形成层向木质部一侧的衍生细胞分化形成，为溶生形分泌道。乙烯受体抑制剂1—MCP能抑制能明显抑制由机械损伤、茉莉酸甲酯、乙烯所诱导的创伤分泌道形成。同时，机械损伤、茉莉酸甲酯能促进乙烯生物合成关键酶—ACC氧化酶的表达。由此表明，乙烯可能是植物创伤分泌道形成的关键信号分子，在植物的诱导性防御中起关键调控作用。