科学家在植物中发现了一种新型细胞

中国科学院植物研究所王银正博士领导的一项研究发现，Chirita pumila的柱头会发生运动。这种运动与柱头对水的敏感性直接相关。通过更深入的解剖研究，研究小组观察到，在吸水后，一种特定的细胞类型(约占柱头体积的一半)会发生显着的膨胀。这种细胞扩张对于柱头的伸展-收缩运动是不可或缺的。这些新发现的细胞被命名为“收缩细胞”。

收缩细胞的特征

研究小组通过冷冻扫描电镜发现，收缩细胞充满网状结构，细胞核被挤压到边缘，而薄壁细胞主要由大的中央空泡组成。吸水后，收缩细胞大大伸长到八倍以上，仍然充满网状结构。

这说明网状结构是水敏的主要机制，即网状结构吸水膨胀带动收缩细胞伸长，产生柱头运动。CLSM显示FM4-64荧光信号在薄壁细胞中从质膜迁移至液泡膜，但收缩细胞中无液泡膜信号，红、绿不同波长下的弱信号显示细胞有较大的伸长。收缩细胞。

收缩细胞中不存在液泡，这证实了吸水膨胀的水敏物质是一种网络结构，而不是液泡。

TEM和荧光信号分析显示，该网络结构是由内质网和颗粒核糖体引起的，与薄壁细胞完全不同。RNA -seq分析表明，缩窄细胞的表达谱与实质细胞的表达谱显着不同。

柱头叶片侧视水敏实验。在水的刺激下，柱头片迅速而有力地弯曲，这对两个粘附的花药提供了强大的压力。图片来源：中国科学出版社

 通过实地观察，作者进一步发现该植物的柱头呈现出双向的开合弯曲运动，收缩细胞随着湿度的变化驱动柱头昼夜节律。另外，柱头运动在两个柱头裂片之间留下一条连接花药间隙的花粉通道，不断挤压花药，迫使花粉通过这个通道直接到达柱头的接受面。

因此，柱头的移动将基于昆虫异花授粉的花卉系统转变为严格的自花授粉系统。这种涉及从异型杂交到主要自花授粉的转变的繁殖策略可能是由于昆虫异花授粉的不确定环境而进化的，Chirita pumila 出现在其中，并且代表了一种新的繁殖保证的近端机制。

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