对于动物生物种的研究来说,由于有神经系统,许多问题相对容易解决,而植物则是通过组织间的信息传递来实现这种交流的,然而由于植物的组织紧密地组合在一起,要区分不同植物组织之间的功能反应,显然不是一件非常容易的事儿。植物叶片是由不同类型细胞所组成的复杂器官,每种细胞都有各自不同的功能。表皮细胞排列在叶的表面,下面就是大量叶肉细胞负责光合作用。此外,叶和茎通过维管系统连接起来,运送水和一些小分子如糖类。今天发表在Nature上的一篇文章,就通过采用一些新技术,对拟南芥叶片组织进行全面分离,并进行组织特异性分析,来分析植物生物钟的信息传递。该文开发了一种有效的方法,可在30分钟内分离叶片中三种细胞的高时空分辨率技术。在显微镜下观察,分离的组织是高度纯化的。通过结合分离、降解细胞壁的超声处理和酶处理,可以大大缩短为测量RNA分离细胞所需的时间。研究人员还开发了研究植物中时空基因调节的成像技术。他们将冷光蛋白荧光素酶分成两半,一半是只在特定的细胞类型中产生,而另一半只有当驱动CCA1或TOC1基因表达的启动子激活时产生。因为两者都必须在一个细胞中发光时产生,光的发射可作为对给定细胞类型昼夜节律基因活性的度量。这种方法可以扩展到其他细胞类型和反应,如应激和发育信号,通过使用不同的启动子驱动荧光素酶的两半。显然,这种技术有助于发现植物维管生物钟与邻近细胞的通讯和调节,可以研究基因表达和高时空分辨率下的昼夜节律调控。结果表明,维管系统与叶肉生物钟之间可进行不对称的相互调节。维管系统的生物钟与其他组织不同,具有很强的周期性,不受环境变化的调节,并影响其他组织的生物钟调节。
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