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1、植物细胞凋亡研究进展摘 要 细胞凋亡是存在于生物界多细胞有机体中的一种普遍现象,它与细胞分裂、细胞增殖一样,同是生物有机体维持生命活动和个体生存的2个重要方面。本文简要地介绍了有关植物细胞凋亡的研究进展概况。关键词 植物 细胞凋亡 程序性细胞死亡细胞凋亡(apoptosis)是生物界后生动物和多细胞植物在其个体生长、发育的不同阶段所广泛存在的一个普遍现象,无论是在胚胎发育、形态形成等的正常发育过程中,还是在畸变、癌瘤、疾病的异常情况下,细胞凋亡都是极为重要的[1～4]。细胞凋亡是程序性细胞死亡(ProgrammedCellDeath,PCD)过程中的形态学概念。这种由自身基因调控的主
2、动而有序的细胞死亡与细胞分裂、细胞增殖一样,都是生物有机体维持生命活动和个体生存的两个重要方面。特定的细胞群在特定的时间和特定的部位,按照特定的数量和特定的速度进行死亡和增殖,它们都不是随意的,从而使得包括人类在内的多细胞生物有机体在总体上保障了细胞的数量和功能的平衡,保持有机体内环境的稳定,保证后代的遗传质量。多年来,对于细胞凋亡远不如对细胞增殖那样了解得深入、细致。事实上,早在1665年RobertHooke发现了细胞,这些细胞是已分化的植物细胞,并经历了程序性细胞死亡,仅留下四周的细胞壁。虽然,过去也曾有一些病理形态学家很早就注意并观察到细胞凋亡的现象,但是,当时他们并未意识到
3、这是不同于病理性细胞坏死的另一种细胞死亡过程。直到1951年,才由lucksmann指出:细胞死亡是一种普遍的现象,它不仅是成体两栖类和昆虫类动物形态形成的重要因素,也是植物形态行成的重要因素。至于细胞凋亡的概念则是由美国Kerr等于1972年首次提出的[5]。Kerr等经过了长达8年对细胞凋亡的研究,于1980年提出细胞凋亡是不同于细胞坏死的一种正常生理条件下的程序性细胞死亡过程[6]。在此后的近20年时间里,程序性细胞死亡(PCD)引起了生命科学领域的广泛重视。目前,它已成为细胞生物学、发育生物学、免疫学、肿瘤学等生物学科和医学学科所共同感兴趣且极为活跃研究领域。1993年6月9
4、～11日,在意大利召开了关于Apoptosis专题国际学术讨论会。《CancerResearch》杂志在1994年第1期报道了这次会议的情况。对于bcl22基因在PCD中作用的研究与阐明,被列为1994年生物学重大进展之一,表明对细胞凋亡的本质已有初步的揭示。1 文献分析尽管人们最先观察到的细胞是经历了PCD的植物细胞,且凋亡一词的本意又源于植物,但对于植物细胞凋亡的研究却起步较晚。我们查阅了1989年4月至1997年2月的国际植物学杂志,直到1996年第1期才出现有关植物细胞凋亡的全文[7]。而国内在该领域的研究更为迟缓。1997年5月,我们检索了“中文科技期刊篇名数据库CD2RO
5、M数据光盘(1989～1996)”,共检出有关细胞凋亡的文献31篇,但没有1篇是专门论述植物的。只是1995年的2篇综述性文献中略有提及[8,9]。1997年5月以后,已查阅到2篇综述性报道[10,11]和1篇译文[12],但还是未见研究性论著。在检索中文文献的同时,1997年6月通过Diolog国际联机情报检索系统检索到其中的9个文档中有关于植物细胞凋亡的资料(表1),共计64篇。表1 国际联机检索情况名称(年份)文档号篇数BIOSISPREVIEWS(1969～199716)530CABAbstracts(1972～199715)504InsideConferences(1993
6、～199716)651LifeSciencesCollection(1982～199715)763Pascal(1973～199715)1442MEDLINE(1966～1997)1553ScisearchCitedRefSci(1974～199714)43417AGRICOLA(1970～199716)103AGRIS(1974～199714)2031 此外,从1997.1～1997.9的《医学文献联机检索库速递》(MedlineExpress)中可见国际学术界对植物细胞凋亡研究进展的深度、广度与速度。在短短的时间内,仅在医学领域所收录的与植物和PCD有关的题录和文摘就有16篇,
7、其题目的内容主要有:植物的细胞凋亡;大豆根坏死突变型中根皮层的程序性细胞死亡;dad1———水稻中存在的程序性细胞死亡抑制基因;植物过敏疾病阻碍反应中受钙调节的凋亡;大麦萌发过程中糊粉层的凋亡及脱落酸对它的限制;程序性细胞死亡———植物生活的一种方式;面对敌人的牺牲———植物中由病原体诱导的程序性细胞死亡;大孢子退化是选择性细胞凋亡的结果吗?挪威云杉二倍体孤雌生殖和早期体细胞胚胎发生过程中的细胞凋亡;蚕豆心皮衰老中乙烯调节的DNA断裂;烟草在低氧气压下由病
