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1、修改意见及建议,PPT的内容准备不是很充分，并且存在简单复制/粘贴的现象，建议小组分工协作，查阅资料进行修改。建议增加汇报提纲、优化内容组织逻辑关系，可以由动植物程序性细胞死亡的现象引入，并介绍细胞程序系死亡的概念；然后可以通过比较阐述程序性细胞死亡的基本特征及细胞程序性死亡的意义；接下来，介绍目前最新的研究进展及展望，包括研究的内容及细胞程序性死亡机理方面（PPT中的研究进展没有涉及机理，仅为现象）；最后，概括总结。请按上述意见和建议进行修改，相信你们能做好。另外，PPT应增加一些与内容相关的图片，目前无一张图片。 PPT的背景比较漂亮，但需要注意：以观众为中心，PPT背景以浅背景深色字，或
2、者深背景浅色字为宜；字体以黑体（或黑体加粗）、字体大小24号及以上为宜，行距1倍及以上为宜。当然字体也可选用其他，但必须以观众能看清为宜。目前PPT有些文字需要调整、修改，如字太多、太小、行距太小等，不要简单复制/粘贴，需要概括总结，请按上述建议修改，相信你们一定能做好。 第一张PPT内容为：题目及小组成员；第二张PPT为小组成员具体分工；第三张PPT为汇报的提纲；中间PPT为汇报的具体内容；最后一张PPT为汇报总结。请按要求进行修改。 由于时间有限，请PPT的数量控制在2530张。,植物细胞程序性死亡的研究进展,3#103小组 创新实验学院 王宪赓 2012-11-08,一.细胞程序化死亡理
3、论基础,定义特征分类及作用机制功能及意义,1.定义,细胞程序性死亡 , 是植物特定的、局部的细胞在一定的生理或病理条件下, 为了生物体的自身发育或抵抗外界不良环境, 在自身基因控制采取主动的、有序的死亡方式。细胞程序性死亡亦称为细胞凋亡,2.特征,在形态上，细胞和细胞核外形皱折、细胞质和核质浓缩、染色质固缩并边缘化、DNA裂解片段化、凋亡小体形成 、凋亡小体消失( 自我吞噬或被邻近细胞摄取消化) 等。此外, 还存在一些特殊的特征变化, 如内质网扩增、线粒体肿胀等 在生化上，凋亡的细胞表现核酸内切酶活性增加，核DNA从核小体间降解断裂，产生带有3一OH末端的、大小不同的寡聚核小体片段，这些片段在
4、琼脂糖凝胶电泳时，可显示为“梯形”DNA条带 在遗传上，植物细胞凋亡受到基因有序活动的控制，需要特定基因的转录和蛋白质合成，并可被特定基因的表达所抑制。,3.分类及作用机制,依赖于半胱氨酸蛋白酶的细胞凋亡 不依赖于半胱氨酸蛋白酶的细胞凋亡,4.检测方法,细胞形态学特征是判断有无发生PCD 的基础, 经历PCD 的植物细胞呈现一些典型的形态学特征。细胞形态学观察常用的方法有: 普通光镜观察法、荧光显微镜观察法、透射电镜观察法和激光共聚焦显微镜观察法。细胞膜完整与否是区分PCD 与坏死的重要指标之一, 除了电镜能反映细胞膜完整性外, 还可用染料排斥法, 细胞膜完整的活细胞对阳离子染如台盼蓝 、碘化
5、丙啶 、溴化乙锭 、7-氨基放线菌素D等有拒染能力, 但死细胞可被染料标记。,5.功能意义,消化细胞和组织细胞凋亡作为植物自身的清洁机制, 可以消化目的细胞或组织。 ( 1) 糊粉层退化： 单子叶植物胚乳形成时, 通过糊粉层传输养分。种子萌发前, 其糊粉层释放水解酶水解胚乳, 同时糊粉层细胞也出现程序性死亡, 并为胚胎发育提供营养。 ( 2) 绒毡层解体: 构成花粉壁的孢粉素来源于绒毡层, 绒毡层解体物也可以作为花粉发育的营养, 而绒毡层解体也是细胞凋亡。若绒毡层细胞提前解体, 就会导致花粉败育。 ( 3) 叶片衰老: 落叶的成分分析发现, 除正常纤维素骨架外, 正常的落叶几乎不含任何营养成分
6、及矿物元素。因为这些叶片在衰老的过程中,通过细胞凋亡将养分转移到其他组织器官中被重新利用,5.功能意义（续）,保证植物正常分化和发育 植物的一些组织形态和器官建成需要通过细胞凋亡来实现。 ( 1) 叶片的形成 : 植物叶片特定部位的细胞发生程序性死亡, 形成各种各样的叶形, 如圆形、锯齿形、椭圆形、心形、羽状、掌状等等。 ( 2) 导管的形成: 细胞延长, 同时细胞内发生一系列细胞凋亡特征性事件, 细胞内含物逐渐解体消失。细胞壁壁物质沉积, 次生壁特征性加厚使导管分子之间形成横向联系、顶端穿孔使导管分子纵向相通, 最后形成中空的、连续的管状组织导管。导管负责运输植物生命过程中必需的水分、无机盐
7、和植物激素等。导管数量的减少或者结构异常是水稻雄性不育的一个突出特征。由此可见, 正常的细胞程序性死亡对植物的生长发育非常重要。 ( 3) 胚的形成: 胚柄的功能是将营养物质从母体组织传递给胚细胞, 胚柄细胞完成其功能后就发生程序性死亡而消失。此外, 助细胞、反足细胞和珠心细胞解体都是细胞凋亡 的结果 。 ( 4) 单性花的形成: 单性花发育初期, 花原基中两性都存在( 如黄瓜) , 此过程导致雄蕊或雌蕊停止发育 , 从而形成只有雄花或只有雌花的单性花,5.功能意义（续）,3: 抵御逆境 细胞凋亡 的一个显著特征是细胞破坏形成膜包被的凋亡小体, 使得细胞内含物不会泄露于细胞外间隙, 不会引起炎
8、症反应。典型的例子就是植物超敏反应 。植物超敏反应被认为是寄主植物普遍存在的抗病反应, 同时非寄主植物上的植物超敏反应可作为鉴定植物病原菌致病性的辅助手段。因此, 细胞凋亡在免疫系统中的作用尤为重要。矿质元素的缺乏也可能诱导植物细胞发生程序性死亡, 使植物表现出对饥饿的耐受性。 细胞凋亡可能是植物暂时适应营养缺乏而采取的自我协调策略, 但是一旦胁迫超过一定限度, 平衡性被破坏, 植株就会发生不可逆的死亡。,二.细胞程序化死亡的研究进展,程序化死亡历史 关于导管元素的研究 关于绒毡层的研究,1.程序化死亡历史,1923 年 Allen 首次用类似于细胞程序性死亡的 概念来研究真菌对植物的侵染，但
9、直到 1951 年 PCD 的概念才由 Gluchsman 首先提出(Jones, 2001)。对其 认识和研究最初是从观察两栖类动物的变态现象开 始的。有关动物 PCD 的研究较广泛、深入，而植物 PCD 的研究起步较晚，尤瑞麟(1985)首次在小麦珠心 细胞衰退过程的超微结构研究中引用 PCD 的概念。,2.关于导管元素的研究,Lai 和12Srivastava (1976)发现导管细胞自溶时，细胞质和核 发生浓缩，接着破裂成许多小块，这与 PCD 的发生 相类似；Fukuda 和 Komamine (1980)报道了百日菊 (Zinnia elegans) 叶肉分离出来的单细胞在生长素和
10、 细胞分裂素的培养基上培养，可以直接大量同步分 化而形成导管；Mittler 和 Lam (1995)证实了在豌豆 根木质部导管分化过程中存在着核的 DNA 片段化， 表明木质部导管的分化与 PCD 有关。,3.关于绒毡层的研究,2006年12月29日报道 来自上海交通大学-上海生命科学学院-美国宾州大学生命科学联合学院微生物生理教育部重点实验室（Key Laboratory of Microbial Metabolism），上海大学生科院等处的研究人员发现水稻Tapetum Degeneration Retardation（tdr）基因对于绒毡层（Tapetum）的重要作用。这一研究成果公布
11、在著名的植物期刊Plant Cell杂志上。领导这一研究的是上海交通大学博士生导师张大兵教授。 开花植物的花药绒毡层在花粉发育过程中发挥重要作用。作为一种细胞程序化死亡过程（Programmed Cell Death, PCD），在花粉发育后期，绒毡层的降解可以为花粉外壁的形成以及花粉释放提供关键的营养物质。 目前，人们对于绒毡层降解的分子机制尚不清楚。研究中，通过射线诱变，研究人员分离到一雄性不育突变体，tapetum degeneration retardation(tdr)，其主要的突变表型为绒毡层和中层降解阻滞以及小孢子释放后降解，导致完全雄性不育。TDR基因编码一个定位于核内的bHL
12、H（basic Helix loop helix）转录因子，可在绒毡层中特异性表达。进一步通过基因芯片分析，研究人员鉴定出至少1400个基因的表达水平因TDR基因突变而被改变。利用染色质免疫共沉淀方法，证明了TDR可能直接调控PCD相关的Osc6 和 OsCP1基因的表达。这些结果表明TDR基因在水稻花药绒毡层降解和发育调控过程中发挥重要的作用。,三.展望,萘醌能够诱导各类结构、功能以 及酶的变化从而导致凋亡类的细胞死亡.1。也有 报道，在小麦叶片接种小麦白 粉菌能够诱导小麦不 定根的PCD，而在不定根中并没有检测到有菌体的 存在，可见。在这种系统PCD中并没有病原菌的传 播，由此可以推断这种
13、系统PCD是由一种较长且较 为复杂的信号转导所介导的。研究还发现ROS和 Ca“与这种系统的PCD有关H。还有人发现细胞 在D一赤式-二氢鞘氨醇 胁迫后开始进入凋亡类的细胞死亡过程，其中核钙 起了关键的控制作用H“。,综上所述，细胞死亡广泛存在于植物生长发育 和抵御外界胁迫的各个阶段，不仅其形式各异，参与 调节的信号分子也是纷繁复杂的。目前，基于植物 细胞死亡的研究已取得可喜的进展，但是，尚有许多 问题还没有研究清楚。例如：植物PCD的调节途 径、各信号分子的调节机理以及信号分子之间的关 系、其它细胞器如液泡在PCD中是否起到作用、植 物发生PCD时一些酶和相关蛋白之间是怎样联系 并发挥作用的等。相对于动物而言，植物细胞PCD 的研究还处在起步阶段。不过，随着技术的日益更 新，分子细胞学等学科的不断发展，相信揭开植物细 胞死亡的神秘面纱指日可待。,
