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揭示植物细胞内的钙离子成因

揭示植物细胞内的钙离子成因,促进植物正常发育
钙是生物体不可或缺的重要元素,钙除了作为结构性物质构成骨骼或植物细胞壁外,细胞质内还存在着大量的自由钙离子,这些钙离子被称为“细胞信使”,它参与并调节着从单细胞到多细胞生物的许多重要生理生化和信号转导过程,从而影响到生物的生长发育。

科学家们发现,在某些动物神经细胞,胞内自由钙离子的浓度具有周期性振荡的现象,而植物中,同样的振荡现象也更加普遍,但造成这种现象的原因一直以来都是世界植物生物学研究领域的热点和难点。

科研人员以一种名为“拟南芥”的小草为实验植物,应用细胞生物学、植物生理学、生物化学、遗传学和分子生物学等研究方法和技术,揭示了植物细胞内自由钙离子周期性振荡的成因。

研究表明,当土壤中的钙被具有周期性变化特征的蒸腾流带到植物体内后,它就被钙受体所感知,通过钙受体—三磷酸肌醇途径,三磷酸肌醇就会“告知”细胞内的钙库,让它释放钙离子,从而引起细胞内自由钙离子的周期性振荡。

振荡的幅度受土壤钙离子浓度和蒸腾速率的影响;而振荡的周期受气孔导度的影响。

由此可见,这一成果的重要科学意义在于揭示了具有“细胞信使”之称的胞内自由钙离子水平受到环境中钙含量和植物自身钙受体的影响。

该成果对农业和林业将具有巨大的潜在应用价值,人们可以通过改变环境中的钙水平或钙受体—三磷酸肌醇途径来调节由不良环境因素,如干旱、冷害、环境污染等引起的胞内自由钙离子水平的变化,从而使植物的生长发育回到正常的轨道上来
(采编自:科技日报)。

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