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生物通报道：来自中国科学院植物研究所光合作用与环境分子生理学重点实验室，南京农业大学，德国波恩大学的研究人员利用细胞生物学手段，深入研究了裸子植物白皮松花粉管生长过程中，一氧化氮（NO）对钙离子、微丝骨架、囊泡转运和细胞壁构建的调节作用。这一成果发表在New Phytologist（2009，182(4): 851-862）杂志上。

领导这一研究的是分子发育生物学研究中心的林金星博士，其早年毕业于北京大学，1992-1994年进入中国科学院植物研究所博士后流动站工作，是“国家杰出青年基金”以及中国科学院“****”入选者，也是植物分子与发育生物学首席研究员。

进入2009年，林金星博士研究所连续发表了多篇论文，分别就钙调蛋白和植物细胞壁等多方面进行了研究。其中发表在JBC上主要围绕钙调蛋白进行的研究被选为Nature China研究亮点。

NO作为重要的信号分子，参与调控花粉管极性生长。在这篇文章中，研究人员通过应用显微注射、非损伤微测、免疫荧光标记等技术，发现NO释放剂促进花粉萌发和花粉管伸长，并且具有浓度效应，而抑制剂则抑制花粉萌发和花粉管生长，具有浓度效应，同时使花粉管顶端膨大，丧失极性；NO释放剂促进胞外Ca2+内流，顶端Ca2+浓度梯度增加，NO抑制剂抑制胞外Ca2+内流，顶端Ca2+浓度梯度降低；NO释放剂还能够促进囊泡运输，使花粉管顶端的细微丝束解聚，相反，NO抑制剂抑制囊泡运输，促进花粉管中微丝聚合，尤其在花粉管顶端形成粗的微丝束，并一直延伸到花粉管的最顶端；此外，NO使花粉管顶端酯化果胶增加而酸性果胶降低。

研究结果说明：在白皮松花粉管中，NO促进胞外Ca2+内流，从而维持胞内Ca2+浓度梯度，进而影响花粉管顶端微丝骨架的组装，促进囊泡运输，使花粉管顶端酯化果胶累积，最终促进花粉管的正常生长。

附：

林金星

1961年3月出生，福建龙岩人，博士，首席研究员。现任植物分子与发育生物学研究中心主任。

E-----mail：[e-mail]
电 话：010-62836211
传 真：010-82594821
英文网页：http://linlab.ibcas.ac.cn

　
研究方向 ：植物细胞与生殖生物学
　 　
学习、工作经历
　 　
1992年获北京大学理学博士, 1992-1994年进入中国科学院植物研究所博士后流动站工作。1995年晋升为研究员，1996年获得博士生导师资格。“国家杰出青年基金”获得者，中国科学院“****”入选者。

学术与社会任职
　
现在担任全国政协委员、北京市政协委员、北京植物学会理事长，兼任南开大学、中国科大研究生院、北京师范大学、东北师范大学等兼职教授，《Plant Signaling and Behavior》副主编 、《Communicative and Integrative Biology》编委、《科学通报》特约编委、《植物学报》副主编、《植物科学进展》副主编、《电子显微学报》副主编、《植物学通报》编委、中国植物学会植物结构与生殖生物学专业委员会主任等、国家自然科学基金委员会植物学科评审组成员、《中国青年科技奖》评审组成员。

　
成果与奖励 ：1996年获第五届“中国青年科技奖”。
　
承担项目
　
近五年来，主持国际组织资助项目2项，从国外获得经费16.8万美元；主持中国科学院重点项目1项，国家自然科学基金项目3项; 另外，参加其他课题3项。



原文摘要：

Nitric oxide modulates the influx of extracellular Ca2+ and actin filament organization during cell wall construction in Pinus bungeana pollen tubes

ABSTRACT
• Nitric oxide (NO) plays a key role in many physiological processes in plants, including pollen tube growth. Here, effects of NO on extracellular Ca2+ flux and microfilaments during cell wall construction in Pinus bungeana pollen tubes were investigated.

• Extracellular Ca2+ influx, the intracellular Ca2+ gradient, patterns of actin organization, vesicle trafficking and cell wall deposition upon treatment with the NO donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP), the NO synthase (NOS) inhibitor Nω-nitro-L-arginine (L-NNA) or the NO scavenger 2-(4-carboxyphenyl)-4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide (cPTIO) were analyzed.

• SNAP enhanced pollen tube growth in a dose-dependent manner, while L-NNA and cPTIO inhibited NO production and arrested pollen tube growth. Noninvasive detection and microinjection of a Ca2+ indicator revealed that SNAP promoted extracellular Ca2+ influx and increased the steepness of the tip-focused Ca2+ gradient, while cPTIO and L-NNA had the opposite effect. Fluorescence labeling indicated that SNAP, cPTIO and L-NNA altered actin organization, which subsequently affected vesicle trafficking. Finally, the configuration and/or distribution of cell wall components such as pectins and callose were significantly altered in response to L-NNA. Fourier transform infrared (FTIR) microspectroscopy confirmed the changes in the chemical composition of walls.

• Our results indicate that NO affects the configuration and distribution of cell wall components in pollen tubes by altering extracellular Ca2+ influx and F-actin organization.