Ученые открыли новый тип клеток у растений

 Доктор Инь-Чжэн Ван из Института ботаники Китайской академии наук провел исследование, в ходе которого обнаружилось, что стигма Chirita pumila демонстрирует движение. Это движение напрямую связано с чувствительностью стигмы к воде. Углубляясь в анатомические исследования, команда заметила, что при поглощении воды определенный тип клеток, который составляет около половины объема стигмы, подвергается значительному расширению. Это клеточное расширение является неотъемлемой частью движения растяжения-сокращения стигмы. Эти недавно идентифицированные клетки были названы «сократительными клетками».

Характеристики сократительных клеток

Исследовательская группа обнаружила, что сократительные клетки заполнены ретикулярными структурами, а ядра сжаты к краям, тогда как клетки паренхимы состоят в основном из крупных центральных вакуолей с помощью Cryo-SEM. После поглощения воды сократительные клетки значительно удлиняются более чем в восемь раз, сохраняя при этом сетчатую структуру.

Это показывает, что ретикулярная структура является основным механизмом чувствительности к воде, то есть поглощение и расширение воды ретикулярной структурой приводит к удлинению клеток сокращения, что приводит к движению стигмы. CLSM показал, что сигналы флуоресценции FM4-64 мигрировали от плазматической мембраны к мембране вакуоли в клетках паренхимы, но не было сигнала мембраны вакуоли в сократительных клетках, а слабые сигналы на разных длинах волн красного и зеленого цвета показали большое удлинение сократительные клетки.

Отсутствие вакуолей в сократительных клетках подтверждает, что водочувствительное вещество, поглощающее воду и расширяющееся, представляет собой сетчатую структуру, а не вакуоль.

ПЭМ и анализ флуоресцентного сигнала показали, что структура сети обусловлена ​​эндоплазматическим ретикулумом с гранулярными рибосомами, который полностью отличается от клеток паренхимы. Анализ РНК -seq показал, что профили экспрессии суженных клеток значительно отличались от профилей экспрессии клеток паренхимы.

Видео: Водочувствительный эксперимент на пластинках рыльца, вид сбоку. При водной стимуляции пластинки рыльца быстро и сильно изгибаются, что оказывает мощное давление на два приросших пыльника.

Движение стигмы и репродуктивные последствия

Путем полевых наблюдений авторы также обнаружили, что рыльце растения демонстрирует двунаправленное движение открытия и закрытия-изгиба, а сократительные клетки управляют циркадным ритмом рыльца с изменениями влажности. Кроме того, движение рыльца оставляет канал пыльцы, соединяющий зазор пыльника между двумя долями рыльца, который постоянно сжимает пыльник, в результате чего пыльца через этот канал попадает непосредственно на восприимчивую поверхность рыльца.

Таким образом, движение рыльца превращает цветочную систему, основанную на перекрестном опылении насекомыми, в систему строгого самоопыления. Эта репродуктивная стратегия, включающая переход от ауткроссинга к преимущественному самоопылению, вероятно, возникла из-за неопределенной среды для перекрестного опыления насекомыми, в которой происходит Chirita pumila, и представляет собой новый непосредственный механизм репродуктивной гарантии.

Источник