细胞质中蛋白质可逆磷酸化，即蛋白质的磷酸化与去磷酸化是调节酶活性的两个主要翻译后反映，是细胞内普遍存在的生理调节反应，并广泛参与细胞内各种生理过程。近年来，在动物细胞和酵母的研究中表明，蛋白激酶C主要是通过调节钙通道活性、微丝骨架和细胞壁建成等方面调控细胞的形态建成，如极性生长，但有关蛋白激酶C在花粉管极性生长过程中的作用机理却鲜为报道。本实验中，利用花粉的离体培养和最佳培养基的筛选及其统计学分析、透射电镜观察、蛋白免疫印迹、免疫荧光标记以及显微红外光谱分析等技术，我们研究了蛋白激酶C抑制剂Bisindolymaleimide（BIM）对裸子植物青杆（Pciea wilsonii Mast．）花粉萌发、花粉管生长速率、花粉管形态、花粉管超微结构、微丝骨架以及细胞壁成分等方面的影响，旨在从细胞水平上探讨蛋白激酶C在花粉管极性生长模式的建立和维持中的作用。主要研究结果如下：1．根据对青杆花粉萌发率和生长状况的观察统计，确定了离体花粉萌发和生长的优化条件，其培养基的蔗糖、硼酸和氯化钙的最适含量分别为：12％，0.02％和0.03％。2．应用免疫印迹技术，我们利用单克隆抗PKC抗体在青杆花粉管的蛋白提取物中检测出了一条55 kDa的蛋白条带，证明了PKC确实存在于青杆花粉管中，相比之下，PKC抑制剂BIM处理导致花粉管中PKC含量在降低。PKC的活力测定进一步证实了免疫印迹结果。3．Fluo-3／AM标记结果表明对照花粉管顶端普遍存在一个极陡的Ca²⁺梯度，而BIM处理后Ca²⁺梯度受到破坏，说明PKC调控花粉管生长过程中胞外Ca²⁺的内流，并参与维持花粉管顶端的Ca²⁺梯度，显示了在调节花粉管生长过程中对Ca²⁺信号调节的重要性。4．应用FITC标记的鬼笔环肽染色显示，我们发现在对照花粉管中束状微丝以与长轴平行的方向从花粉粒一直延伸到花粉管亚顶端，而花粉管顶端微丝的分布成不规则状。BIM处理导致微丝发生解聚，且解聚状态依赖于生长受抑制的程度，通常抑制生长越严重，微丝解聚程度越高。5透射电镜观察发现，在对照组的花粉管中，细胞器呈极性分布，顶端有明显的分泌囊泡透明区；而BIM处理导致花粉管中细胞器极性分布模式破坏，顶端分泌囊泡的数量减少，透明区消失，液泡大量聚集在顶端，并导致高尔基体解体和线粒体膜膨胀。这些结果充分地说明了抑制剂处理破坏了花粉管的分泌系统。6．利用单克隆抗体JIM5和JIM7，我们发现对照花粉管中酯化果胶主要聚集于花粉管顶端，而酸性果胶则主要分布在花粉管两侧壁。荧光标记结果表明正常青杆花粉管中纤维素和胼胝质在整个花粉管壁上均有分布。而BIM处理明显导致花粉管壁上的酸性果胶、酯化果胶和纤维素含量下降以及胼胝质在花粉管顶端的沉积。此外，我们还利用FTIR技术进一步分析了BIM处理对花粉管壁的组分变化，实验结果再次表明BIM处理导致花粉管壁果胶组分的含量大量下降，使得花粉管壁的结构随之变得疏松，破坏了细胞壁的正常构建。综上所述，我们可以认为，PKC通过（1）调节质膜Ca²⁺通道活性参与维持花粉管顶端的Ca²⁺梯度；（2）磷酸化微丝结合蛋白调节微丝骨架的组装来保证正常的分泌系统的运转和细胞壁的构建，因此PKC在青杆花粉萌发、花粉管的极性生长起着重要的作用。我们的结果为蛋白激酶C抑制剂破坏花粉管极性生长模式的机制提供了新的思路和证据。