全 文 ：@『64一f印
广 西 植 物 Guihaia 20(2)：164一 i67 2000年 5月
文 章 编 号 ：1ooo一314Z(2000)02—01 64一O4
沙 田柚 自交不亲和花柱糖蛋白产 生的时空关 系
薛妙男 ，李 楠 张杏辉 ，杨继华
(广西 师范 大 学生 物 系、广 西桂 林 5 41004)
，牟4．
＆ ．-
托- 要 ：用辣根过氧化物酶标 ConA电镜细胞化学方法研究沙 田抽不同发育时期 的花柱通道 细胞
糖蛋白的台成 ．分布和运输途径的动态变化。四分体期至开花期，在沙田抽花 柱通道细胞 中．内
质同 (ER)台成糖蛋 白呈颗粒状定位 于棱膜腔 ．内质 网膜腔 ，质膜与细胞壁之问电子透明层 中 授
粉后 1～3 d，内质网结构形态改变，由完整圆形变为开放 ．并囊泡化，大量线粒体集 中于囊泡区、
形成类似于哺乳动物腺外分泌细胞的高尔基 区，内质羁台成的糖蛋 白在高尔基区膜囊 中经糖基转
移酶作用进一步浓缩凝结，形成与识别有关 的糖蛋 白，经高尔基小泡运进至通道细胞外壁 。讨论了
定位于通道细胞外壁 的糖蛋 白在沙田抽配子体型不亲和识别 中的作用及 与识别部位的关系。
关键词： 旦 自銮至童塑；堡兰；细胞化学；超微结构； ≮ 日 识异’
中 囤分 类 号 ：Qg‘4．44 文 靛 标识 码 ：A
The time and space relations on the glycoprotein
forming from self—incompatibility
styl e of shatinyu
XUE Miao nan，LI Nan，ZHANG Xing—hui，YANG Ji—hua
(Biological D 声州 f t G蛐 g Normal Univ~sityt Guilin 541004．China)
Abstract：Using Concanavalin A—Horseradish peroxidase conjugates，a eytochemiea[method，the dy—
namic changes on synthesis，distribution and transport ways nf the glycoproteins from the stylar pas-
ge cell of shatinyu (Citrus grarwlis var．shatinyu Hort．)in the distinct developing stages were Fe—
searched．The glycoprotelns synthesized in the endoplasm reticu]um (ER) 0f the passage cell 0f
shatinyu from the tetrad stage tO the flowering stage showed granular shape．They were located in the
cavities of nuclear m embrane and ER m embrane，and the electronic transpatent—layer between plas—
m o]em ~ta and cel wal1．In the first thre day after polinating．ER altered its shape，and its spiral was
united and became vesiculat／on．A ~,ast amount 0f mitochondriums concentrated in the vesicle zone and
form ed a Golgi zone sim ilar tO secretory eel[outside the gland of mamm a1．The g vcoprote ns weT-e en—
richetl and coagulated contlnuous]y in the vesicle of Golgi ZOne by glycosyl transferm~es and formed the
discernible glycoproteins． The glycoproteins were transported to the outer wal of passage ceil through
收稿 日期 ：1 999—07—1 5
作者筒舟：薛妙男 (1937一)．女．教授 ．从事植物生殖生物学研究
基金项 目：国家 自拣科学基金贷助项 目 (3976007)
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2期 薛妙男等：沙田柚 自交不亲和花柱糖蛋白产生的时空关系 1 5；
the Golgi vesic]e．The mle ot glycoproteins on the di~ernment of gametophyte self—incompatibility of
shatlnyu and the relations 0f the g]ycoprotelns with discerning sites were discussed．
Key words：Shatinyu (Citrus grandis shatinyu Hort．)；se】fmcompaclb1l y：style；cytoc]mm
istry；ultrastructure；glycoproteln
目前 ，在配子体 自交不亲和茄科植物 中已分离出 s基因编码 的花柱蛋 白．定性为糖蛋
白0 ，存在于花柱引导组织细胞外空问 ‘=，并能抑制离体条件下 自花粉管生长。 。 近年来，
我们对沙田柚 (Citrus grandis var．shatin3u Hort．)自交不亲和性研究提示 ，花粉管停止生K
是在授粉后第三天花柱1／2处 ，花粉管沿通道细胞内缘生长 ．届配子体型不亲和 开花，授粉
后花柱提取液能选择性抑制花粉管生长 。为弄清与雌雄识别有关糖 蛋白在沙田柚中产生的
时空关 系，霾们采用辣根过氧化物酶标 ConA 电镜细胞化学方法对不同发育时期1 2花柱通道
细胞 中糖蛋白合成分泌运输及定位分布进行研究。探讨花柱中糖蛋白发生的时空变化与花粉
管受阻的关系，花粉管与花柱识别部位 ，为分离纯阶级 s蛋 白提供实验依据。
1 材料和方法
1．1材 料
试验材料采 自桂林广西柑桔研究所沙田柚园地的1 5 a生酸砧结果树
1．2方法
根据我们l994年对沙田柚雌雄发育及相关性研究 的结果 ，沙田柚雌雄发育基本上是同步
的，所以采用花粉发育阶段作为花信发育阶段的形态指标进行采集，分别采取四分体、单核
期、双核期、开花期、开花授粉后第1、2、3 d的1／2共柱部位 (花粉管受阻部位)，将表皮．
皮层薄壁细胞切 除，切取带有 花柱通 道细胞 部分的组织 块 (1 mITl×2 mm)。根 据简令成
(1991)补充修改建立的植物糖蛋白酶标 ConA电镜技术方法“”，材料按固定 ，轻度酶解细胞
壁 ，结合 ConA，连接辣根过氧化物酶和酶活反应，后固定 ，脱水 ，包埋，切片，染色，观察，
摄影等步骤进行 。
对照包括 ：(】)实验样 品不经 过 ConA的结 合反应 ；(2)反 应物不 加底物 。
2 结 果
2．1四分体 至单核 期
核周区质体聚集 ，在外层细胞质中，有丰富的管状和小泡状膜囊正在连接融合形成内质
网潴泡，在核外膜和内质膜可见到少量糖蛋 白出现 (图版 I：1)，为内质网合成期
2．2单核 至双 核期
在分泌端切面上有数l0条管状内质网，平行层状排列 ，内质网膜上有糖蛋白分布 (图版
I：2)，并将内质网膜上合成的蛋白质糖基化，形成颗粒状进入内质网腔中 (图版 I：3)，是
蛋白质合成成最旺阶段 。
2．3双核至开 花期 (经 历5～7 d)
管状条形内质网弯曲成同心螺旋 ，接糖体解聚，电子密度降低 ，内质网上产生大量芽生
小泡 ，将合成糖蛋白运送至质膜与细胞外壁之间电子透明层中，经外排进入角质层下腔 。内质
网中糖蛋 白由合成逐步停止转入到分泌运输 阶段 (图版 I：4)
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166 广 西 植 物 20卷
2．4开花至 授粉后 1 d
内质网囊泡化 ．核糖体解聚，致使内质网改变原来结构形态．由同心螺旋变为开放．大
量线粒体集中分布于内质网囊泡内，在细胞核上方靠分泌端形成一个类似于哺乳动物腺外分
泌细胞的高尔基区 (即植物细胞中的液泡系)，糖蛋白在这里浓缩凝结形成分泌颗粒 ．经高尔
基小 泡运 送到细胞纤 维索外壁 (图版 Ⅱ：j)
2．5授 粉后2～3 d
高尔基体肥大萎缩 ，囊泡扩张 ，定位于纤维外壁上的糖蛋白比授粉后第一天有明显增加 ．
一 直维持到花粉管通过，糖蛋白才消失 (图版 Ⅱ：6)
未经 ConA处理．反应物不加底物．在双核期 ．开花前和授粉后都没有观察 到上述标志酶
反应图像 (图版 Ⅱ：7、8)，说明借助酶标 ConA的超微细胞化学技术显示不同发育时期花柱
通道细胞糖蛋白合成分泌，运输分布是 可靠的。
3 讨 论
(1)沙 田柚 1／2花柱通道 细胞 内质 网中糖 蛋 白合 成起始 于单 核期 ，双按期最 旺 ．开 花前糖
蛋白台成停止转人分泌 ，通过芽生小泡运送到质膜与壁之间电子透明层 ，外排至角质层下腔
开花授粉后1～3 d，内质网构型改变并囊泡化 ．大量线粒体聚集囊泡区．在细胞核上方靠分泌
端形成一个类似哺乳动物腺外分泌细胞的高尔基 区““。．它是核外膜，内质网膜分化形成高尔
基膜囊的过渡形态，成为开花后通道细胞 中氧化还原中心．糖蛋白在这里浓缩凝结成分泌颡
粒，经高尔基小泡运送到细胞纤维素外壁。用酶标 ConA细胞化学方法表明了不同发育时期的
哥：苴细胞中糖蛋白合成分泌运输 及实位分布变化与内质网结构形态 ．数量，分布的改变紧密
相连，是一种高度特殊结构与明显功能的分泌型细胞 。
(2)用细胞化学方法研究动物的人体腺细胞膜上糖蛋白合成分布已有大量工作 。“、，在
植物方面还未见到有花柱通道细胞 中糖蛋白的时空关系的报道。我们 的研究表明沙田柚通道
细 胞 中内质 网形态结构特征 ，糖 蛋 白合 成部 位 ，运输 途径 ，同豚 鼠胰腺外分 妣 细胞相似 。 ．说
明动植物腺外分泌细胞在结构和功能上 的一致性。
(3)我们用荧光显微镜观察到沙 田柚花粉管从花柱通道细胞内缘生长，在授粉后第三 _^
花柱1／2处受阻，属配子体不亲和 用开花后花柱提取液进行体外花粉萌发 ，能选择性抑制 自
交花粉管生长“ ，说明识别蛋 白在开花后高效表达。用酶标 ConA电镜细胞化学方法揭示不同
发育时期1／2花柱处通道细胞中糖蛋 白时空变化与沙田柚花粉管受阻时空变化是一致的 证实
沙田柚花 s蛋白基因表达位点及时问与花粉管受阻位点和时间是同时出现的，同 Comish E(、
等研 究一致 “ 。因此 ，可 以这样认为 ，授粉 后1～3 d，当1／2花拄通 道细胞 纤 维外壁 上糖蛋 白
积累到一定 阈值，刚好花粉管生长达到花柱1／2处，花粉管壁与通道细胞纤维素外壁接触，外
壁上糖蛋 白转移到花粉管中，致使花粉管生长停 止，说 明定位于纤维外壁上的糖蛋白参与了
花柱与花粉管之间的识别 ，从细胞水平上证实 1／2花柱通道细胞分泌面纤维外壁是沙田柚 自
交不亲和花柱和花粉管之间的识别部位
参考文献 ：
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0期 薛妙男等 ：沙田柚 自交不亲和花柱糖蛋白产生的时空关系 167
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图版说 明 ：
ER：内质阿；M ：线粒体 ；G：高尔基体{P：质体 }w ：细胞 壁；Nm：核膜 ；zy：酶原粒 ：v：小泡 ：Vac
高尔基小泡 ；Gz：高尔基区 ；SEL：分 层
Explanation：
ER ：Endoptasm retieu]um ；M ：M itochond rium {G ：Gotgisome；P：Plastid；W ：Ceilwalj Nm ：Nuclear member
ane：Zy：Zymogen}V ：Vesicle；Vac：Golgi wsicle~Gz：Goigi zole：SEL：Secretory layer
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