文档介绍：专业英语论文
题目: 硼对花粉生物化学功能影响的研究进展
学生: 宋苗苗学号: 201240710232 学院: 化学与材料工程专业: 化学入学时间: 2012 年 9 月 1 3 日指导教师: 王洪涛
完成日期: 2012 年 4 月 6 日
硼对花粉生物化学功能影响的研究进展
摘要:重点从硼与花粉管果胶质二聚体复合物的形成、花粉脯氨酸代谢、花粉细胞内钙离子浓度变化等方面综述硼在花粉中的生物化学功能。简要阐述了花粉管胼胝质和酚类含量在硼胁迫时的异常表现。并基于农业生产现状对今后植物硼素营养研究重点提出展望。
关键词:硼; 花粉; 生物化学
1 硼与花粉果胶质的关系
花粉细胞壁中富含果胶, 硼主要与果胶中的鼠李半乳糖醛酸聚糖- ? ( RG- ?) 结合形成二聚体( dRG- ?- B) 。有报道指出[1], 百合花果胶中也含有 RG- ?, 和花粉管壁中的 RG- ?相似,因此花柱可能是受精后直接的硼源。NpGUT1 ( 果胶葡糖醛酸基转移酶 1 基因) 是 dRG- ?- B 化合物形成所必需的基因, 在植物生殖器官中大量表达。Hiroaki Iwai 在烟草生殖结构里分析了 NpGUT1的表达[2], 发现特定 NpGUT1 出现在绒毡层、花粉粒、花粉管顶端以及雌蕊输导组织中。花芽中NpGUT1反义基因的
Dexamethasone-induced 表达显示, 花粉管因为雌蕊传输组织被破坏而不能到达胚珠, 且NpGUT1反义基因在花粉管萌发中的表达抑制了花粉管的延长。花粉中苯硼酸与硼的竞争实验也证实了硼与果胶质结合的必要性[3]。该实验结果表明, 苯硼酸( PBA) 和甲硼酸( MeBA) 与硼竞争硼结合点, 但无法与果胶形成交联分子, 导致花粉萌发率下降, 因而不能代替硼在花粉发育中的作用。而随着硼供应量的增加, 由 PBA 导致的不能萌发的花粉数量有所减少。用识别酸性果胶的抗体JIM5 对离体培养的白扦花粉管进行标记发现[4], 酸性果胶在标准培养液中的整个花粉管壁和花粉管萌发点上均有分布, 而在缺硼的培养液中, 酸性果胶主要积累在花粉管顶端。酸性果胶能够增强花粉管壁的强度, 通过与钙离子聚合来降低花粉管的延展性, 从而导致花粉管伸长的延迟或完全停滞。正常花粉管顶端的果胶类型主要为酯化果胶, 酯化果胶之间无相互作用, 花粉管顶端的壁有较大的可塑性, 可减少花粉管的破裂。从花粉管顶端到不再伸长的管壁之间存在1 个酯化和脱酯化果胶的梯度, 缺硼导致果胶甲酯酶活性发生改变, 酸性果胶质在顶端大量富集[5]
2 硼与花粉脯氨酸的关系
脯氨酸在花粉萌发与花粉管伸长中为良好氮源和能源物质[6], 其含量与花粉育性密切相关。缺硼导致油菜脯氨酸含量下降, 花粉萌发率明显减少,而同时期油菜中上部叶片中脯氨酸含量明显高于正常植株。因此花药中脯氨酸含量下降也可能是因为缺硼引起花丝、花梗等输导组织发育不良, 花药所需营养体进入时受阻所至。花粉中含有大量羟基脯氨酸( Hyp) , 且这种氨基酸 63% 定位在花粉管壁上[7]。富含羟基脯氨酸的糖蛋白
( HRGPs) 是双子叶植物细胞壁和单子叶植物生殖器官细胞壁结构 1
蛋白中数量最多的一种。HRGPs 可能给予了花粉管结构上的支持, 且在授精过程的性别识别和信号转导