模拟微重力的植物生物学效应!.PDF

第 卷 第 期 年 月 $#8 ! ## !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 模拟微重力的植物生物学效应! 费翅鲲 胡向阳 崔大勇 赵 炜 殷 俊 管培珠 方建颖 蔡伟明 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所，上海 !#! 摘要 从模拟微重力的信号在植物细胞中转导以及模拟微重力环境对植物重力感受系统、细胞 生长、次生代谢、细胞结构、基因表达等几方面影响来阐述模拟微重力的植物生物学效应3 关键词 微重力 植物 向重性 信号转导 基因表达 微重力生物学效应是空间生命科学研究的重要 平衡石是植物的重力感受器，许多作者认为，平衡 内容之一 过去 年的空间飞行实验显示，微重 石移动信号的传递是和细胞骨架中的肌动蛋白丝有 3 6 力可以在个体、器官、组织、细胞、亚细胞和分子 密切的关系3 由于肌动蛋白丝网络状的连接作用， ［， ］ 等各级水平上影响生物体 $ ! 3 对于在固定地点生 通过拉动激活位于质膜上的离子通道，使植物感受 长，缺乏神经系统和肌肉系统，并且具有极性生长 重力的物理信号转变为生物化学和生物物理学信 特点的植物来说，失去了在地球上和它们的生命活 号，进而将信号从刺激感受细胞传递到相应的靶细 ［ ］ 动休戚相关的重力之后，还会出现有别于动物的独 胞 7 9 3 也有研究者认为，接收平衡石移动信号的 ［， ］ 特反应3 已有的研究工作显示，在失重环境中的植 可能是内质网( $ 3 他们观察到沉淀的平衡石并没 物体，它们的生长取向和幅度、发育、代谢都会发 有和质膜接触，而是和内质网相接触 根冠柱状细 3 ［］ 生变化! 3 胞还表现出周边富含内质网的特征，这可能是提供 针对空间搭载机会少的困难，各国科学家针对 丰富的感受平衡石沉降的受体以及信号放大的机 ［ ］ ［ ］ ［ ］ $$ $! $# 各自研究工作的特点，设计和采用了各种模拟微重 制 3 :;+=2 等 和+?5= 等 提出，重力感受 力效应的实验方法3 有围绕水平轴旋转的慢速、快 体是位于质膜和细胞外基质接合面，细胞外基质中 速、间歇式回转器，有设有两个互相垂直转动轴的 的原生质体作为一个整体所产生的拉力和压力作用 ［ ］ 三维回转器，还有利用电磁场力的悬浮等# 7 8 3 利 于细胞的顶部和底部的重力感受体，正是这些力作 用这些手段开展生物向重性、测定产生重力