开创性的植物科学研究为深入了解植物免疫系统的功能铺平了道路

植物科学研究揭示了胼胝质积累如何影响间连丝通道。

　　

丹佛斯植物科学中心和田纳西大学诺克斯维尔分校的Tessa Burch-Smith博士实验室的研究人员正在进行开创性的工作，以发现植物如何在细胞之间传递信息、重要分子和病毒。在最近的一项研究中，他们展示了当植物对感染做出反应时，胞间连丝(PD)——连接叶片和其他器官中相邻细胞的结构——是如何被胼胝质(一种碳水化合物聚合物)的沉积所控制的。他们的研究比较了不同的方法来严格量化微观PD通道周围的胼胝质积累，为深入了解植物免疫系统的工作原理铺平了道路。他们的研究结果最近发表在《分子植物微生物相互作用》杂志上的《比较烟叶中胞间质胼胝质的检测和定量方法》上。

胼胝质是一种由葡萄糖分子组成的聚合物，对通过胞间连丝(plasmodesmata, PD)调节细胞间运输至关重要。病原体操纵PD定位蛋白，通过移除PD处的胼胝质来实现细胞间运输，或者相反，通过增加PD处的胼胝质积累来限制感染期间的细胞间运输。水杨酸等植物防御激素调节PD定位蛋白，在系统性获得性抗性等免疫防御反应中控制PD和细胞间运输。

测量植物PD处胼胝质沉积已成为评估植物免疫过程中细胞间可能的分子运输的一种流行方法。尽管这个度量很流行，但是对于如何进行这些度量并没有标准。

第一作者Amie Sankoh博士和她的本科同事Joseph Adjei比较了三种常用的苯胺蓝染色鉴定和定量PD胼胝体的方法，以确定最有效的方法在烟叶模型中。艾米和约瑟夫都是聋人，主要通过美国手语交流。

他们的结果表明，最可靠的方法是使用苯胺蓝染色和荧光显微镜来测量固定组织中的胼胝质沉积。还比较了图像分析的手动或半自动工作流程，发现产生类似的结果，尽管半自动工作流程产生更广泛的数据点分布。

“我们对检测胼胝质的不同方法的可靠性有多么不同感到惊讶。我们认为这项工作将大大提高实验室实验的一致性，”Sankoh博士说。

这项研究依赖于丹佛斯中心的高级生物成像实验室。

该团队计划使用确定的方案和分析来调查PD的胼胝质水平在感染各种激素的过程中如何变化。这样的研究可以确定PD可以被操纵来破坏感染过程和预防植物病害的重要时间。

这项研究得到了美国国家科学基金会的资助。