三．Cd²⁺影响细胞壁的构建

Cd²⁺是一种有毒的重金属离子，抑制植物的许多生理过程。如何认识Cd²⁺对细胞壁影响的机制，则是我们研究Cd²⁺毒性的一个重要方向。

中国科学院植物研究所林金星实验室使用非损伤微测技术测定了拟南芥根毛在CdCl₂处理下的Ca²⁺流速，研究了拟南芥根毛发育期间细胞壁和尖端生长对CdCl₂处理的响应。发现CdCl₂处理抑制种子的萌发和根的伸长，这个过程具有剂量和时间依赖性。CdCl₂抑制胞外Ca²⁺的内流，促进胞内Ca²⁺的外流，打乱胞质尖端聚集的Ca²⁺梯度，即在正常情况下拟南芥根毛尖端的Ca²⁺内流，在20µm CdCl₂处理后Ca²⁺的内流被抑制，40µm的CdCl₂处理后Ca²⁺外流。结果表明CdCl₂诱导Ca²⁺梯度和肌动蛋白丝的紊乱，影响拟南芥根毛细胞壁的组成和囊泡运输。

这项工作通过研究Cd²⁺对细胞极性和Ca²⁺流速的影响，揭示了Ca²⁺外流破坏了Ca²⁺梯度，进而改变囊泡运输，导致细胞壁解聚，尖端生长受到破坏。研究为CdCl₂影响拟南芥的细胞生物学机制提供了证据。

图注：正常情况下拟南芥根毛的Ca²⁺内流，在20µm CdCl₂处理后Ca²⁺的内流被抑制，40µm的CdCl₂处理后Ca²⁺外流。

Fan JL, et al. Disarrangement of actin filaments and Ca²⁺ gradient by CdCl₂ alters cell wall construction in Arabidopsis thaliana root hairs by inhibiting vesicular trafficking. Journal of Plant Physiology, 2011, 168(11): 1157-1167. (2010 IF 2.5)

阅读原文