圣路易斯，密蘇里州，2024年4月29日 - 特薩·伯奇-史密斯博士（Tessa Burch-Smith，PhD）領(lǐng)導的丹福斯植物科學(xué)中心和田納西大學(xué)諾克斯維爾分校的實(shí)驗室的研究人員正在開(kāi)展開(kāi)創(chuàng )性的工作，以發(fā)現植物如何在細胞之間傳遞信息、重要分子和病毒。

在最近的一項研究中，他們展示了當植物對感染作出反應時(shí)，連接葉片和其他器官中相鄰細胞的質(zhì)粒間隙（Plasmodesmata，PD）是如何通過(guò)沉積β-1,3-葡聚糖（一種碳水化合物聚合物）而得到控制的。他們的研究比較了不同的方法，嚴格量化了在微觀(guān)PD通道周?chē)?beta;-1,3-葡聚糖的積累，并為更深入地了解植物免疫系統的運作鋪平了道路。該研究的結果最近發(fā)表在《植物分子互作》期刊上的一篇名為《比較Nicotiana benthamiana葉片中質(zhì)粒間隙β-1,3-葡聚糖檢測和定量的方法》的論文中。

β-1,3-葡聚糖是由葡萄糖分子構成的聚合物，對通過(guò)質(zhì)粒間隙（PD）進(jìn)行細胞間交通具有重要作用。病原體通過(guò)移除PD上的β-1,3-葡聚糖或增加PD上的β-1,3-葡聚糖積累，操縱PD定位的蛋白質(zhì)，從而實(shí)現細胞間交通。植物防御激素如水楊酸通過(guò)調節PD定位的蛋白質(zhì)來(lái)控制PD和細胞間交通，從而參與免疫防御響應，如系統獲得性抗性。

在植物免疫過(guò)程中，測量PD中β-1,3-葡聚糖的沉積已成為評估分子在細胞間交通的可能性的一種流行方法。盡管這一指標很受歡迎，但目前尚無(wú)標準可供測量這些數據。

首席作者Amie Sankoh博士及其本科同事Joseph Adjei比較了三種常用于通過(guò)苯胺藍染色識別和量化PD葡聚糖的方法，并評估了這些方法在尼古提安娜·本森角葉模型中的有效性。Amie和Joseph都是聾人，主要通過(guò)美國手語(yǔ)進(jìn)行交流。

他們的研究結果顯示，最可靠的方法是使用苯胺藍染色和熒光顯微鏡來(lái)測量固定組織中的β-1,3-葡聚糖沉積。還比較了手動(dòng)或半自動(dòng)化的圖像分析工作流程，發(fā)現兩者產(chǎn)生的結果相似，盡管半自動(dòng)化的工作流程產(chǎn)生了更廣泛的數據點(diǎn)分布。

Sankoh博士表示：“我們對檢測β-1,3-葡聚糖的不同方法的可靠性有多大程度的差異感到驚訝。我們認為這項工作將極大地提高實(shí)驗室間實(shí)驗的一致性。”

這項研究依賴(lài)于丹福斯中心的高級生物成像實(shí)驗室。

該團隊計劃利用確定的協(xié)議和分析方法研究在感染過(guò)程中各種激素對PD中β-1,3-葡聚糖水平的變化。這樣的研究可能會(huì )確定PD在哪些重要時(shí)刻可以被操縱，以破壞感染過(guò)程并預防植物疾病。