机械应力与细胞伸长及细胞分裂面的相关性研究

论文摘要

植物在外界环境中生存,外界环境复杂多变,它必须对外源性和内源性的各种应力刺激做出应答,植物才能适宜生存。这个过程是植物将来白化学或者物理的环境因素转化为生物信号,再通过改变自身生长去适应变化。植物细胞具有高度地灵敏和易感力学因素的能力,因此将植物暴露于应力作用下,会急剧地诱使其细胞生长发生一系列的改变。本文研究以单个的烟草植物细胞为研究对象,施加机械应力,在可控应力环境条件下,研究了机械应力与细胞伸长及细胞分裂变化的相关性。主要实验结果如下：1、通过机械应力加载和培养后统计分析,比较加载组和对照组细胞形态,比较不同大小的机械应力在同一加载时间与细胞伸长的关系,得出细胞伸长与应力加载大小有着相关性；比较相同机械应力加载不同时间与细胞伸长的关系,得出细胞伸长与应力加载时间有着相关性；总结离心力加载法,显示出细胞受力后倾向于以垂直于凝胶块中主应力张量的方向伸长,且在应力强度、应力大小与细胞的定向性伸长响应之间存在明显的非线性的剂量依赖关系。2、观察原生质体在毛细管中的细胞分裂面,揭示出植物细胞在单向机械应力加载条件下,细胞分裂面垂直于形变后细胞的长轴的方向,机械应力与细胞分裂面之间有着相关性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 一、文献综述
• 1.1 植物力学的宏观生物学效应
• 1.1.1 植物生长环境的机械应力源
• 1.1.2 机械应力对植物生长的影响
• 1.1.3 机械应力对植物生长影响的研究意义
• 1.1.4 机械应力对植物生长影响的研究与进展
• 1.2 植物细胞力学的微观效应
• 1.2.1 细胞生长环境的机械应力源
• 1.2.2 机械应力对细胞生长的影响
• 1.2.2.1 细胞的伸长
• 1.2.2.2 细胞分裂
• 1.2.2.3 细胞骨架
• 1.2.3 研究细胞力学的实验技术
• 1.2.4 机械应力对细胞生长影响的研究意义
• 1.2.5 机械应力对细胞生长影响的研究与进展
• 1.3 植物单细胞的获得和培养
• 1.3.1 植物原生质体
• 1.3.2 原生质体分离与培养研究进展
• 1.3.3 原生质体分离和培养的影响因素
• 1.3.3.1 材料来源及生理状态
• 1.3.3.2 酶的种类与用量
• 1.3.3.3 酶解时间
• 1.3.3.4 酶解温度
• 1.3.3.5 酶液渗透压
• 1.3.3.6 酶液的酸碱度
• 1.3.4 原生质体培养
• 1.3.4.1 培养基的种类与成分
• 1.3.4.2 培养密度
• 1.4 烟草
• 1.5 细胞壁
• 1.6 立题依据
• 1.7 本文研究的目的和主要内容
• 1.7.1 本文研究的目的
• 1.7.2 本文研究的主要内容
• 二、材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 供试烟草品种
• 2.1.2 实验仪器和试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 样品的制备
• 2.2.1.1 悬浮细胞系的建立
• 2.2.1.2 原生质体的分离和纯化
• 2.2.2 机械应力的加载
• 2.2.2.1 离心力场法
• 2.2.2.2 毛细管吮吸法
• 2.2.3 原生质体再生壁的观察
• 三、实验结果及分析
• 3.1 原生质体的制备和形态观察
• 3.2 离心力与细胞伸长的相关性
• 3.2.1 细胞伸长方向与离心力方向处于垂直的相关性
• 3.2.2 离心力大小与细胞伸长方向的相关性
• 3.2.3 离心力时间与细胞伸长方向的相关性
• 3.3 施力后微管骨架的变化
• 3.4 原生质体细胞壁合成的时间进程
• 3.5 机械应力与细胞分裂面的相关性
• 四、讨论
• 五、研究的主要结论和主要创新之处
• 5.1 主要结论
• 5.2 主要创新之处
• 参考文献
• 致谢