布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.005

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (3): 358-363.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.005

布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响

郭严冬¹, 曹建国²(), 周义峰¹, 戴锡玲², 王全喜², 张明霞¹

^1.江苏省中国科学院植物研究所，南京 210014
^2.上海师范大学生命科学学院，上海 200234

收稿日期:2021-03-22 出版日期:2022-05-20 发布日期:2022-05-20
通讯作者: 曹建国 E-mail:cao101@5hnu.edu.cn
作者简介:郭严冬（1990—），女，硕士，主要从事蕨类植物生殖与发育生物学研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(30970267);上海市教委重点项目(12ZZ128)

Effect of Brefeldin A on the Development of Fern Eggs

Yandong GUO¹, Jianguo CAO²(), Yifeng ZHOU¹, Xiling DAI², Quanxi WANG², Mingxia ZHANG¹

^1.Institute of Botany，Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences，Nanjing 210014
^2.College of Life Science，Shanghai Normal University，Shanghai 200234

Received:2021-03-22 Online:2022-05-20 Published:2022-05-20
Contact: Jianguo CAO E-mail:cao101@5hnu.edu.cn
About author:GUO Yandong（1990—），female，master，major in reproductive and developmental biology of ferns.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(30970267);Key Project of Shanghai Municipal Education Commission(12ZZ128)

摘要/Abstract

摘要：

以蕨类模式植物水蕨（Ceratopteris thalictroides L. Brongn.）为供试材料，设置不同质量浓度布雷菲德菌素A（BFA）分别处理10、20、30 h，采用光学显微镜和电镜对其树脂切片进行了观察；在此基础上，进行高碘-酸锡夫反应（PAS）和苏丹黑B反应。结果显示：对照组（未经BFA处理）发育卵中期的水蕨卵细胞较大，核仁呈圆形，细胞内高尔基体、内质网等细胞器完整；卵细胞和腹沟细胞间的受精孔清晰可见，二者间的分离腔内仅有极少量的泡状分泌物；卵膜较厚，有明显的层次。而处理组卵细胞的受精孔和卵膜不典型，由数量较多、大小不一的囊泡组成；受精孔下方有较多的线粒体和少量的高尔基体分布；高尔基体、内质网等膜性细胞器已断裂；细胞核上方和卵膜下方均分布着大量的嗜锇性囊泡，分离腔中充满了絮状物质。组织定位显示：对照组的分离腔较空，而处理组分离腔内充满着多糖类物质。综上所述，BFA会对卵细胞中的内质网和高尔基体等膜性细胞器造成破坏，影响分泌系统的正常功能，进而影响卵膜及受精孔的形成。本研究结果为进一步探索受精孔形成的机制以及蕨类植物生殖生物学的研究奠定了基础。

关键词: 蕨类植物, 水蕨, 卵发育, 布雷菲德菌素A（BFA）, 组织化学

Abstract:

Ceratopteris thalictroides L. Brongn. was treated with different concentrations of brefeldin A（BFA） for 10， 20， 30 h， respectively and the resin sections were observed by optical microscope and electron microscope. On this basis， the periodic acid schiff reaction（PAS） and Sudan black B reaction were carried out. The results showed that in the control， the egg of C. thalictroides in the middle stage of development was larger， the nucleolus was round， and the organelles such as Golgi body and endoplasmic reticulum were complete. The fertilization pore between egg and ventral canal cell was clearly visible and there was only a small amount of vesicular secretion in separation cavity between them. Egg membrane was thick with distinct layers. However， under the treatments， the fertilization pore and egg membrane were not typical， which were composed of a large number of vesicles with different sizes. There were more mitochondria and a few Golgi body under fertilization pore； membrane organelles such as Golgi body and endoplasmic reticulum， etc. were broken. A large number of osmiophilic vesicles were distributed above nucleus and below egg membrane and the separation cavity was filled with flocculent substances. Tissue localization showed that separation cavity of the control was empty， while those of treatments were full of polysaccharides. In conclusion， BFA could damage membrane organelles such as endoplasmic reticulum and Golgi body， etc.， affected the normal function of secretory system first and then the formation of egg membrane and fertilization pore. The results of this study lay a foundation for further study on the mechanism of fertilization pore formation and the reproductive biology of ferns.

Key words: fern, Ceratopteris thalictroides L. Brongn., egg development, brefeldin A（BFA）, histochemistry

中图分类号:

Q949.36

郭严冬, 曹建国, 周义峰, 戴锡玲, 王全喜, 张明霞. 布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响[J]. 植物研究, 2022, 42(3): 358-363.

Yandong GUO, Jianguo CAO, Yifeng ZHOU, Xiling DAI, Quanxi WANG, Mingxia ZHANG. Effect of Brefeldin A on the Development of Fern Eggs[J]. Bulletin of Botanical Research, 2022, 42(3): 358-363.

图/表 2

参考文献 17

1	张开梅，沈羽，周晓丽，等.21世纪以来蕨类植物研究论文的发表情况：基于Web of Science的数据统计［J］.生物多样性，2019，27（11）：1245-1250.
	ZHANG K M， SHEN Y， ZHOU X L，et al.Analysis of fern research article trends across the Web of Science in the 21st century［J］.Biodiversity Science，2019，27（11）：1245-1250.
2	李晓娟，李建秀.山东对囊蕨属（蹄盖蕨科）植物孢粉学研究及其在分类上的意义［J］.植物研究，2019，39（5）：641-646.
	LI X J， LI J X.Palynology of Deparia（Athyriaceae） from Shandong and its significance in classification［J］.Bulletin of Botanical Research，2019，39（5）：641-646.
3	戴锡玲，任媛媛，张剑锋，等.从无性生殖分析蕨类植物紫萁的原始特征［J］.生物学通报，2019，54（2）：9-10.
	DAI X L， REN Y Y， ZHANG J F，et al.The analysis of the primitive features of Osmunda japonica（fern） from asexual reproduction ［J］.Bulletin of Biology，2019，54（2）：9-10.
4	戴锡玲，王赛赛，曹建国，等.红盖鳞毛蕨孢子发育的超微结构和细胞化学研究［J］.植物科学学报，2018，36（1）：1-10.
	DAI X L， WANG S S， CAO J G，et al.Ultrastructural and cytochemical studies on spore development in Dryopteris erythrosora（Eaton） O.Ktze.［J］.Plant Science Journal，2018，36（1）：1-10.
5	CAO J G， YANG N Y， WANG Q X.Ultrastructure of the mature egg and fertilization in the fern Ceratopteris thalictroides ［J］.Journal of Integrative Plant Biology，2009，51（3）：243-250.
6	CAO J G， WANG Q X， YANG N Y，et al.Cytological events during zygote formation of the fern Ceratopteris thalictroides ［J］.Journal of Integrative Plant Biology，2010，52（3）：254-264.
7	CAO J G， WANG Q X， BAO W M.Formation of the fertilization pore during oogenesis of the fern Ceratopteris thalictroides ［J］.Journal of Integrative Plant Biology，2010，52（6）：518-527.
8	CROSTI P， MALERBA M， BIANCHETTI R.Tunicamycin and Brefeldin A induce in plant cells a programmed cell death showing apoptotic features［J］.Protoplasm，2001，216（1/2）：31-38.
9	GONZALES E E， VAN DER ZEE M， DICTUS W J A G，et al.Brefeldin A or monensin inhibits the 3D organizer in gastropod，polyplacophoran，and scaphopod molluscs［J］.Development Genes and Evolution，2007，217（2）：105-118.
10	SHAW S L， QUATRANO R S.The role of targeted secretion in the establishment of cell polarity and the orientation of the division plane in Fucus zygotes［J］.Development，1996，122（9）：2623-2630.
11	耿娜娜，李学英，郑翔，等.Brefeldin A调控ATF6通路增强顺铂抑制肺癌细胞增殖的作用［J］.遵义医学院学报，2018，41（4）：431-436.
	GENG N N， LI X Y， ZHENG X，et al.Brefeldin A regulates ATF6 pathway to enhance cisplatin inhibition of the proliferation of lung cancer cells［J］.Journal of Zunyi Medical University，2018，41（4）：431-436.
12	吴明松，郑翔，耿娜娜，等.Brefeldin A通过内质网应激途径协同增强顺铂抗肺癌细胞GLC-82作用［J］.中国生物化学与分子生物学报，2016，32（5）：587-593.
	WU M S， ZHENG X， GENG N N，et al.The synergistic anti-cancer effect of BFA and CDDP on human lung cancer GLC-82 cells［J］.Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology，2016，32（5）：587-593.
13	RENZAGLIA K S， WARNE T R.Ceratopteris：an ideal model system for teaching plant biology［J］.International Journal of Plant Sciences，1995，156（3）：385-392.
14	郭严冬，曹建国，戴锡玲，等.中华刺蕨和长耳刺蕨配子体发育研究［J］.西北植物学报，2013，33（2）：301-305.
	GUO Y D， CAO J G， DAI X L，et al.Studies on the development of gametophyte of Egenolfia sinensis and Egenolfia bipinnatifida ［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2013，33（2）：301-305.
15	KEIDAN M， FRIEDLANDER M， ARAD S M.Effect of Brefeldin A on cell-wall polysaccharide production in the red microalga Porphyridium sp.（Rhodophyta） through its effect on the Golgi apparatus［J］.Journal of Applied Phycology，2009，21（6）：707-717.
16	KARTUSCH R， LICHTSCHEIDL I K， WEIDINGER M L.Brefeldin A induces callose formation in onion inner epidermal cells［J］.Protoplasma，2000，212（3）：250-261.
17	ROBINSON D G， LANGHANS M， SAINT-JORE-DUPAS C，et al.BFA effects are tissue and not just plant specific［J］.Trends in Plant Science，2008，13（8）：405-408.

[1]	孙军, 李贵生. 粗梗水蕨营养期和生殖期微RNA的测定与分析[J]. 植物研究, 2022, 42(6): 1014-1022.
[2]	李岩, 曹伟, 何欢, 张粤, 苏道岩, 陈玮. 中国东北地区石松类和蕨类植物区系研究[J]. 植物研究, 2022, 42(3): 321-328.
[3]	郭严冬, 张明霞, 周义峰, 戴锡玲, 王全喜, 曹建国. 海金沙卵发生的组织化学研究[J]. 植物研究, 2022, 42(3): 352-357.
[4]	林云, 孙茜, 张小冰, 何东东, 吴慧冰, 宋莉, 刘文群. 中国25个蕨类植物名称原白中排印错误之更正[J]. 植物研究, 2022, 42(2): 161-173.
[5]	李文静, 孙艳香. 水稻谷蛋白基因GluC启动子的克隆及表达分析[J]. 植物研究, 2018, 38(6): 921-930.
[6]	赵桐, 胡晓晴, 朱德财, 田晶, 辛琪琪, 刘雪梅. 白桦APETALA2基因启动子的克隆及其表达分析[J]. 植物研究, 2018, 38(4): 535-542.
[7]	张霞, 胡露洁, 周存宇, 杨朝东. 植物细胞壁组织化学定位染色方法和技术的比较研究[J]. 植物研究, 2017, 37(1): 147-154.
[8]	朱晓凤1,2；沈慧1*；金冬梅1；赵国华1,3；刘保东3；凌铁军2；严岳鸿1. 4种蕨类植物的孢子繁殖研究[J]. 植物研究, 2016, 36(2): 167-176.
[9]	汪盛；刘恩德；夏漪；戴锡玲*. 重金属铅对3种蕨类植物孢子萌发和配子体发育的影响[J]. 植物研究, 2015, 35(4): 499-503.
[10]	王桂芹；郑玉华；王璐. 何首乌营养器官结构与二苯乙烯苷的积累动态研究[J]. 植物研究, 2014, 34(6): 787-791.
[11]	滕红梅;蔡霞;胡正海. 远志根的结构发育与远志皂苷积累关系的研究[J]. 植物研究, 2014, 34(5): 592-598.
[12]	林云;张小冰;杨志荣*;吴婷婷;杜青;宋莉. 10个蕨类植物名称的后选模式指定[J]. 植物研究, 2014, 34(3): 292-294.
[13]	郭严冬;曹建国*;戴锡玲;王全喜. 舟山碎米蕨配子体发育及无配子生殖[J]. 植物研究, 2014, 34(3): 322-327.
[14]	郭严冬;曹建国*;李新国;王全喜. 海金沙配子体发育及卵发生的显微观察[J]. 植物研究, 2014, 34(2): 164-169.
[15]	杨朝东;张霞. 双穗雀稗(Paspalum distichum)通透性生理和茎解剖结构补充研究[J]. 植物研究, 2013, 33(5): 564-568.

布雷菲德菌素A对蕨类植物卵发育的影响

Effect of Brefeldin A on the Development of Fern Eggs

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 2

参考文献 17

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价