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1 细胞骨架概述1

1．1 肌动蛋白家族3

1．1．1 微丝的分子结构4

1．1．2 微丝结合蛋白5

1．1．3 肌肉细胞中的微丝7

1．1．4 微丝的其他功能10

1．2 微管12

1．2．1 微管蛋白与微管的结构12

1．2．2 微管装配动力学13

1．2．3 微管存在内在的极性13

1．2．4 微管蛋白亚基能结合并水解GTP14

1．2．5 微管有规则的管状结构和形态14

1．2．6 微管相关蛋白16

1．2．7 微管相关蛋白及特异性结合物16

1．2．8 马达蛋白16

1．2．9 微管组织中心17

1．2．10 微管的功能18

1．3 中间纤维21

1．3．1 中间纤维类型22

1．3．2 中间纤维的结构23

1．3．3 中间纤维的结合蛋白24

2 植物细胞骨架结构特征25

2．1 植物细胞骨架功能的新观点25

2．2 活体探针的优势与限制26

2．3 植物细胞肌动蛋白微丝组织特征28

2．3．1 肌动蛋白微丝的成核机制28

2．3．2 肌动蛋白结合蛋白29

2．4 植物细胞微管的组织特征30

2．4．1 周质微管与细胞的扩展30

2．4．2 控制微管定向的机制类似于信号转导通路31

2．4．3 植物细胞周期与微管周期33

3 植物细胞微管骨架的重组与细胞壁构筑36

3．1 高度动态的植物细胞周质微管阵列36

3．1．1 植物CMT的特点37

3．1．2 CMT装配动力学38

3．1．3 CMT装配的动力学调节41

3．1．4 CMT与细胞的伸展43

3．2 周质微管阵列与细胞壁构筑45

3．2．1 周质微管阵列的形成与组织46

3．2．2 周质微管阵列与细胞壁合成机制之间的相互作用49

3．3 微管与纤维素微纤维之间关系的研究基础与展望53

3．3．1 微管—微纤维体系研究的历史53

3．3．2 微管—微纤维体系的研究成果54

3．3．3 新的手段可以完成的工作56

4 植物细胞微管相关蛋白种类及其功能58

4．1 MAP的分类59

4．2 参与微管聚合与解聚的MAP60

4．2．1 微管成核：γ-TuC相关MAP60

4．2．2 MT聚合促进因子：MAP200／MOR160

4．2．3 MAP215家族在微管成核位点上可能的功能62

4．2．4 MT去稳定：剑蛋白及其他候选蛋白63

4．3 植物MAP65家族64

4．3．1 烟草MAP65．64

4．3．2 胡萝卜MAP6565

4．3．3 拟南芥MAP65．66

4．3．4 MAP65家族的表达分布66

4．3．5 MAP65家族的功能分析68

4．3．6 MAP65的进化70

5 植物细胞骨架重组与细胞形态建成72

5．1 细胞的形态变化由细胞生长焦点的转换所致74

5．2 细胞骨架在不同生长过程中的作用74

5．3 微管细胞骨架的分子遗传学联系75

5．4 肌动蛋白细胞骨架的分子遗传学关系77

5．5 周质弱化79

5．5．1 周质弱化可以触发启动生长程序79

5．5．2 肌动蛋白网络的松动能够使周质弱化79

5．5．3 加固弱化的周质位点以及维持生长的定向都需要微管80

6 细胞骨架参与的信号转导途径82

6．1 概述82

6．2 细胞骨架的信号转导及其曲折迂回的通路84

6．3 细胞肌动蛋白骨架与植物细胞形态85

6．3．1 植物细胞的生长类型和形态85

6．3．2 细胞形态决定中细胞骨架的作用86

6．3．3 植物细胞生长区域的肌动蛋白骨架的组织调控88

6．3．4 小结93

6．4 细胞微丝骨架参与细胞外钙调素诱导的气孔关闭93

6．4．1 保卫细胞微丝骨架的结构94

6．4．2 微丝骨架的结构与气孔运动的关系95

6．4．3 微丝骨架参与气孔运动调控的可能机制96

6．4．4 小结98

7 CMT参与通气组织横隔膜细胞间通气空间的形成100

7．1 通气组织形成机制研究进展100

7．2 材料与技术手段102

7．2．1 植物材料及其生长条件102

7．2．2 解剖与测量103

7．2．3 细胞核DAPI染色104

7．2．4 扫描电子显微镜样本的制备104

7．2．5 透射电子显微镜样本的制备105

7．2．6 微管的免疫荧光标记105

7．2．7 冰冻扫描电镜—X射线能谱微量分析105

7．2．8 实验设计与数据分析107

7．3 结果107

7．3．1 慈姑叶柄通气组织的形成107

7．3．2 横隔膜细胞的形态变化与细胞间通气空间的形成111

7．3．3 横隔膜细胞间通气空间形成过程中CMT阵列的重组112

7．3．4 横隔膜细胞透射电镜图像显示微管阵列114

7．3．5 不同发育阶段两种通气组织细胞的伸展速率116

7．3．6 不同发育时期通气组织细胞表面特征的变化117

7．3．7 不同发育阶段通气组织细胞壁的矿质元素含量变化117

7．3．8 某些矿质元素含量之间的相关性121

7．4 分析与讨论125

8 通气组织横隔膜维管束发育过程中CMT的重排130

8．1 材料与技术手段130

8．1．1 植物材料及其生长条件130

8．1．2 解剖测量与活性鉴定130

8．1．3 扫描电子显微镜图像观察131

8．1．4 微管的免疫荧光标记131

8．2 结果与分析132

8．2．1 横隔膜复杂的维管束系统的形成132

8．2．2 横隔膜细胞分化形成维管束133

8．2．3 横隔膜细胞通过两种方式发育形成维管束134

8．2．4 横隔膜细胞分化形成维管束过程中CMT的重排135

8．2．5 成熟横隔膜细胞保持生活状态136

8．3 小结137

主要参考文献141