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植物幹細胞

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顯微鏡下的根尖切片,植物幹細胞就存在於1)分生組織中

植物幹細胞是一類存在於植物分生組織中,一類處於未分化狀態的、具有自我更新能力和分化潛能的細胞。其液泡化程度低,具有較高的線粒體活性,遺傳穩定。[1][2][3]植物幹細胞能在植物體受到損傷時分化,修復受損的組織。植物幹細胞實為傳統植物解剖學範疇中的分生組織,包括莖尖分生組織、根尖分生組織、側生分生組織以及部分髓射線細胞。[3]理論上,植物幹細胞同動物的幹細胞一樣,能進行無限次數的分裂[2][4]

特性[編輯]

與動物幹細胞類似,植物幹細胞具有自我更新和分化的潛能。理論上,植物幹細胞能進行無限次的細胞分裂,可認為是不會衰老的細胞[2]。植物幹細胞可以產生所有分化細胞類型,分裂能力旺盛,遺傳穩定性較高。 植物幹細胞具有多個小液泡、線粒體活性高、聚集度低、細胞壁無木質素沉積等特點,低溫保藏後仍有較高的細胞活性,在懸浮培養時大部分以單細胞形式存在,對剪切力不敏感,能維持穩定的增殖速度,可以長期穩定培養。[3]植物幹細胞能通過自我更新,始終將自身的數量維持在一定水平,並能在植物體受到損傷時分化成成體細胞,對植物體進行修復[4]。例如,將部分植物的枝條砍斷一半,經過一段時間,枝條會發生再生,其原因就是植物幹細胞發生了增殖分化[5]

植物的根尖分生組織、頂芽分生組織,以及維管組織中都存在植物幹細胞[6]。分生組織為植物幹細胞提供了特殊的微環境,使植物幹細胞能保持乾性狀態[7]

意義[編輯]

植物因無法移動,比動物更需要對逆境的抵抗性,植物幹細胞的存在,增加了植物的逆境抗性[8]

鑑別[編輯]

在幹細胞鑑別方面,主要通過對一些特定細胞器進行染色觀察以區別於愈傷組織英語Callus (cell biology)等非幹細胞系。[3]

中性紅染色[編輯]

中性紅是液泡特殊的活體染色劑,由於液泡呈酸性,中性紅進入液泡後解離出大量陽離子而呈現櫻桃紅色,以此鑑別出幹細胞系。實際操作中,發現中性紅染色使用磷酸鹽緩衝生理鹽水(PBS)比使用Ringer溶液效果好。[3]

間苯三酚染色[編輯]

間苯三酚反應是確定木質化細胞壁最常用的方法,間苯三酚在酸性環境下與細胞壁中的木質素發生反應顯櫻桃紅色或紫紅色。[3]

線粒體染色[編輯]

健那綠B對線粒體專一性染色。由於線粒體中的細胞色素氧化酶作用,使健那綠B始終保持氧化狀態從而呈藍綠色。幹細胞具有較高的線粒體活性,故可以用此染色法區別。[3]

參見[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ Weigel D, Jürgens G. Stem cells that make stems. Nature. February 2002, 415 (6873): 751–4. PMID 11845197. doi:10.1038/415751a (英語). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Mirjana Pavlović; Ksenija Radotić. Animal and Plant Stem Cells: Concepts, Propagation and Engineering. Springer. 2017-02-08: 211–212. ISBN 978-3-319-47763-3. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Liu, Lian; Wang, Yi; Shi, Zhiyuan; Zhang, Meiping; Sun, Chunyu. [Advances in plant stem cell culture]. Chinese Journal of Biotechnology. 2018-11-25, 34 (11): 1734–1741. ISSN 1000-3061. doi:10.13345/j.cjb.180047. 
  4. ^ 4.0 4.1 Scheres B. Stem cells: a plant biology perspective. Cell. August 2005, 122 (4): 499–504. PMID 16145811. doi:10.1016/j.cell.2005.08.006. 
  5. ^ Sonia Trehan; Bozena Michniak-Kohn; Kavita Beri. Plant stem cells in cosmetics: current trends and future directions. Future Sci OA. 2017, 3 (4): FSO226. 
  6. ^ Hirakawa Y, Shinohara H, Kondo Y, Inoue A, Nakanomyo I, Ogawa M, Sawa S, Ohashi-Ito K, Matsubayashi Y, Fukuda H. Non-cell-autonomous control of vascular stem cell fate by a CLE peptide/receptor system. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. September 2008, 105 (39): 15208–13. PMC 2567516可免費查閱. PMID 18812507. doi:10.1073/pnas.0808444105. 
  7. ^ Robert Lanza; Robert Paul Lanza. Handbook of Stem Cells. Gulf Professional Publishing. 2004: 629–631. ISBN 978-0-12-436641-1. 
  8. ^ ThomasGreb; Jan U.Lohmann. Plant Stem Cells. Current Biology. 2016-09-12, 26 (17): 816–821.