Sự phân bố của canxi liên kết với màng trong quá trình phát triển của tảo fucoid sử dụng chlorotetracycline

Planta - Tập 171 Số 2 - Trang 158-170 - 1987
Kropf, Darryl L.1, Quatrano, Ralph S.1
1Department of Botany and Plant Pathology, Oregon State University, Corvallis, USA

Tóm tắt

Trong ngày đầu tiên của quá trình phát triển, các trứng đã được thụ tinh của tảo fucoid tạo ra một trục phôi và bắt đầu sự phát triển của rễ ở một cực. Sử dụng Fucus distichus (L.) Powell, F. vesiculosus L. và Pelvetia fastigiata (J.Ag.) DeTony, chúng tôi đã nghiên cứu vai trò của canxi trong việc hình thành và cố định trục, cũng như trong sự phát triển ở đầu. Sự phân bố canxi liên kết với màng trong tế bào đã được quan sát bằng cách sử dụng prob canxi huỳnh quang chlorotetracycline (CTC). Huỳnh quang dạng đốm liên quan đến các cấu trúc giống như bào quan đã được phát hiện liên quan đến sự nhuộm khuếch tán ở tất cả các giai đoạn phát triển. Lượng canxi liên kết với màng này vẫn phân bố đồng đều trong toàn bộ chất nguyên sinh vỏ trong khi trục đang được hình thành, nhưng tăng lên ở phần rễ nhô ra khi nảy mầm. Trong quá trình phát triển tiếp theo, huỳnh quang chỉ bị giới hạn ở chất nguyên sinh vỏ tại đầu kéo dài và tại các vị trí tổng hợp vách ngăn. Yêu cầu về việc hấp thụ Ca2+ trong quá trình phát triển đã được nghiên cứu thông qua các nghiên cứu ức chế; dòng vào bị cản trở với các chất đối kháng vận chuyển hoặc bằng cách loại bỏ canxi ngoại bào. Cả hai điều trị đều hạn chế việc nảy mầm và kéo dài đầu nhưng có tác động rất ít đến sự phân cực của trục. Sự giảm lượng canxi bên ngoài cản trở sự kéo dài cũng làm giảm đáng kể huỳnh quang CTC ở đỉnh, cho thấy rằng việc hấp thụ và định vị canxi là những điều kiện tiên quyết cho sự phát triển ở đầu. Sự hiện diện của Ca2+ ở đỉnh có thể liên quan đến quá trình tiết ra hỗ trợ sự kéo dài của đầu. Ngược lại, canxi không được liên quan đến việc hình thành trục phôi.

Từ khóa

#tảo fucoid #canxi #chlorotetracycline #phát triển #hình thành trục phôi

Tài liệu tham khảo

citation_title=The location and response of probes in membranes; citation_inbook_title=Biochemistry and biophysics of mitochondrial membranes; citation_publication_date=1972; citation_pages=257-275; citation_id=CR1; citation_author=S.G. Ballard; citation_author=R.W. Barker; citation_author=K.J. Barrett Bee; citation_author=R.A. Dwak; citation_author=G.K. Radda; citation_author=D.S. Smith; citation_author=J.A. Taylor; citation_publisher=Academic Press citation_journal_title=Progr. Biophys. Molec. Biol.; citation_title=Measurement of Ca2+ concentrations in living cells; citation_author=J.R. Blinks, W.G. Wier, P. Hess, F.G. Prendergast; citation_volume=40; citation_publication_date=1982; citation_pages=10-114; citation_id=CR2 citation_journal_title=Devel. Biol.; citation_title=Sulfation of fucoidin in Fucus embryos. IV. Autoradiographic investigations of fucoidin sulfation and secretion during differentiation and the effect of cytochalasin treatment; citation_author=S.H. Brawley, R.S. Quatrano; citation_volume=73; citation_publication_date=1979; citation_pages=193-205; citation_id=CR3 citation_journal_title=J. Cell Biol.; citation_title=Cytochalsasin treatment disrupts the endogenous currents associated with cell polarization in fucoid zygotes: studies of the role of F-actin in embryogenesis; citation_author=S.H. Brawley, K.R. Robinson; citation_volume=100; citation_publication_date=1985; citation_pages=1173-1184; citation_id=CR4 citation_journal_title=Nature; citation_title=A gradient of cytoplasmic free calcium in growing rhizoid cells of Fucus serratus ; citation_author=C. Brownlee, J.W. Wood; citation_volume=320; citation_publication_date=1986; citation_pages=624-626; citation_id=CR5 citation_title=Calcium chelators and buffers; citation_inbook_title=Calcium and cellular function; citation_publication_date=1970; citation_pages=10-16; citation_id=CR6; citation_author=P.C. Caldwell; citation_publisher=St. Martins Press citation_journal_title=Int. Rev. Cytol.; citation_title=Methods for measuring intracellular calcium; citation_author=A. Caswell; citation_volume=56; citation_publication_date=1979; citation_pages=145-181; citation_id=CR7 citation_journal_title=Life Sci.; citation_title=Effect of diltiazem, a calcium antagonist, on renin secretion from rat kidney slices; citation_author=P.C. Churchill, F.D. McDonald, M.C. Churchill; citation_volume=19; citation_publication_date=1981; citation_pages=383-389; citation_id=CR8 Gilkey, J.C., Jaffe, L.F. (1976) Gradients of calcium ion concentration within Pelvetia fastigiata embryos. (Abstr.) Biophys. J. 16, 110a citation_journal_title=Protoplasma; citation_title=The Ca2+−chelating antibiotic, chlorotetracycline (CTC), disturbs multipolar tip growth and primary wall formation in Micrasterias ; citation_author=I. Hausser, W. Herth; citation_volume=117; citation_publication_date=1983; citation_pages=167-173; citation_id=CR10 citation_journal_title=Proc. R. Soc. London B Ser.; citation_title=The distribution of calcium in the grass pollen tube; citation_author=J.S. Heslop-Harrison, J. Heslop-Harrison, Y. Heslop-Harrison, B.J. Reger; citation_volume=225; citation_publication_date=1985; citation_pages=315-327; citation_id=CR11 citation_journal_title=J. Cell Biol.; citation_title=Calcium accumulations within the growing tips of pollen tubes; citation_author=L.A. Jaffe, M.H. Weisenseel, L.F. Haffe; citation_volume=67; citation_publication_date=1975; citation_pages=488-492; citation_id=CR12 citation_journal_title=Nature; citation_title=Stimulation of the discharge of gametangia from a brown alga by a change from light to dark; citation_author=L.F. Jaffe; citation_volume=174; citation_publication_date=1954; citation_pages=743; citation_id=CR13 citation_journal_title=Adv. Morphog.; citation_title=Localization in the developing Fucus egg and the general role of localizing currents; citation_author=L.F. Jaffe; citation_volume=7; citation_publication_date=1968; citation_pages=295-328; citation_id=CR14 citation_journal_title=Quart. Rev. Biophys.; citation_title=Lanthanides as probes for calcium in biological systems; citation_author=R.B. Martin, F.S. Richardson; citation_volume=12; citation_publication_date=1979; citation_pages=181-209; citation_id=CR15 citation_journal_title=Protoplasma; citation_title=Local accumulation of membrane-associated calcium according to cell pattern formation in Micrasterias denticulata, visualized by chlorotetracycline fluorescence; citation_author=U. Meindl; citation_volume=110; citation_publication_date=1982; citation_pages=143-146; citation_id=CR16 citation_journal_title=Proc. Natl. Acad. Sci. USA; citation_title=Dimeric structure of single chloride channels from Torpedo electroplax; citation_author=C. Miller, M.M. White; citation_volume=81; citation_publication_date=1984; citation_pages=2772-2775; citation_id=CR17 citation_journal_title=Devel. Biol.; citation_title=Ooplasmic segregation and secretion in the Pelvetia egg is accompanied by a membrane-generated electrical current; citation_author=R. Nuccitelli; citation_volume=62; citation_publication_date=1978; citation_pages=13-33; citation_id=CR18 citation_journal_title=J. Theor. Biol.; citation_title=A model for the mechanism of tip extension in pollen tubes; citation_author=J.M. Picton, M.W. Steer; citation_volume=98; citation_publication_date=1982; citation_pages=15-20; citation_id=CR19 citation_journal_title=Protoplasma; citation_title=Evidence for the role of Ca2+ ions in tip extension in pollen tubes; citation_author=J.M. Picton, M.W. Steer; citation_volume=115; citation_publication_date=1983; citation_pages=11-17; citation_id=CR20 citation_journal_title=Devel. Biol.; citation_title=Separation of processes associated with differentiation of two-celled Fucus embryos; citation_author=R.S. Quatrano; citation_volume=30; citation_publication_date=1973; citation_pages=209-213; citation_id=CR21 citation_journal_title=Ann. Rev. Plant Physiol.; citation_title=Development of cell polarity; citation_author=R.S. Quatrano; citation_volume=29; citation_publication_date=1978; citation_pages=487-506; citation_id=CR22 citation_title=Gamete release, fertilization, and embryogenesis in the fucales; citation_inbook_title=Handbook of phycological methods: developmental and cytological methods; citation_publication_date=1980; citation_pages=59-68; citation_id=CR23; citation_author=R.S. Quatrano; citation_publisher=Cambridge University Press citation_title=The control of the polar deposition of a sulfated polysaccharide in zygotes; citation_inbook_title=Determinants of spatial organization; citation_publication_date=1979; citation_pages=77-96; citation_id=CR24; citation_author=R.S. Quatrano; citation_author=S.H. Brawley; citation_author=W.E. Hogsett; citation_publisher=Academic Press Quatrano, R.S., Griffing, L.R., Huber-Walchli, V., Doubet, S. (1985) Cytological and biochemical requirements for the establishment of a polar cell. J. Cell Sci., Suppl. 2, 129–141 citation_journal_title=Protoplasma; citation_title=Distribution of elements in the lily pollen tube tip, determined with the Oxford scanning proton microprobe; citation_author=H.D. Reiss, G.W. Grime, M.Q. Li, J. Takacs, F. Watt; citation_volume=126; citation_publication_date=1985; citation_pages=147-152; citation_id=CR26 citation_journal_title=Planta; citation_title=Calcium gradients in tip growing plant cells visualized by chlorotetracycline fluorescence; citation_author=H.D. Reiss, W. Herth; citation_volume=146; citation_publication_date=1979; citation_pages=615-621; citation_id=CR27 citation_journal_title=Protoplasma; citation_title=The tip-to-base calcium gradient in pollen tubes of Lilium longiflorum measured by proton-induced X-ray emission (PIXE); citation_author=H.D. Reiss, W. Herth, E. Schnepf, R. Nobiling; citation_volume=225; citation_publication_date=1983; citation_pages=153-159; citation_id=CR28 citation_journal_title=Planta; citation_title=Redticed external calcium or sodium stimulates calcium influx in Pelvetia eggs; citation_author=K.R. Robinson; citation_volume=136; citation_publication_date=1977; citation_pages=153-158; citation_id=CR29 citation_journal_title=Science; citation_title=Polarization of fucoid eggs by a calcium ionophore gradient; citation_author=K.R. Robinson, R. Cone; citation_volume=207; citation_publication_date=1980; citation_pages=77-78; citation_id=CR30 citation_journal_title=Science; citation_title=Polarizing fucoid eggs drive a calcium current through themselves; citation_author=K.R. Robinson, L.F. Jaffe; citation_volume=187; citation_publication_date=1975; citation_pages=70-72; citation_id=CR31 Robinson, K.R., Jaffe, L.F. (1976) Calcium gradients and egg polarity. (Abstr.) J. Cell Biol. 70, 37a citation_journal_title=Planta; citation_title=Localization of membraneassociated calcium following cytokinin treatment in Funaria using chlorotetracylcine; citation_author=M.J. Saunders, P.K. Hepler; citation_volume=152; citation_publication_date=1981; citation_pages=272-281; citation_id=CR33 citation_title=Techniques in calcium research; citation_publication_date=1982; citation_id=CR34; citation_author=M.V. Thomas; citation_publisher=Academic Press citation_title=Calcium antagonists: Basic chemical and pharmacological aspects; citation_inbook_title=New perspectives in calcium antagonists; citation_publication_date=1981; citation_pages=1-18; citation_id=CR35; citation_author=D.J. Triggle; citation_publisher=American Physiological Society citation_journal_title=Devel. Biol.; citation_title=Membrane potential and impedance of developing fucoid eggs; citation_author=M.H. Weisenseel, L.F. Jaffe; citation_volume=27; citation_publication_date=1972; citation_pages=555-574; citation_id=CR36