植物通常无法自主移动，但许多植物能够依赖流体静力和渗透压产生大幅度的器官运动，以适应外界环境。这一现象在过去的二十年中，已经在生物力学和生化研究领域受到广泛关注并取得进展。然而，在细胞和分子机制方面，这仍然是一个尚未被探索的领域。

          中国科学院植物研究所的王印政研究组发现了一种新的细胞类型，即充满水敏性粗面内质网的收缩细胞（contractile cells），这种细胞与植物薄壁细胞截然不同，并具有特异基因组组成。

研究人员首先发现斑叶草（Chirita pumila）的柱头具有运动特性。试验表明，该柱头具有水敏性。进一步的研究发现，当柱头吸水时，一类占据柱头一半体积的细胞会大幅度伸长，与柱头的伸长-收缩运动密切相关。研究人员将其命名为“收缩细胞”。冷冻电镜显示，收缩细胞充满网状结构，细胞核被挤至边缘。相比之下，薄壁细胞主要是由中央大液泡构成。收缩细胞吸水后能够大幅伸长，达到原来的八倍以上，但仍保持网状结构。这表明网状结构是水敏性的主要物质，即网状结构吸水膨胀推动收缩细胞伸长，从而导致柱头运动。激光共聚焦显微镜观察发现，FM4-64荧光信号在薄壁细胞从质膜迁至液泡膜，而收缩细胞则没有液泡膜信号。红、绿色不同波长的弱信号显示收缩细胞大幅伸长。收缩细胞中缺乏液泡证实吸水膨胀的水敏性物质是网状结构，而非液泡。透射电镜和荧光分析揭示该网状结构是粗面内质网，表面布满颗粒状核糖体，与薄壁细胞的构造完全不同。RNA-seq比较分析表明，收缩细胞具有明显区别于薄壁细胞的基因组组成和特异基因。

     野外观察和实验分析进一步发现，斑叶草的柱头呈现双向开合-弯曲运动。收缩细胞随着日夜湿度的变化驱动柱头昼夜节律运动。此外，柱头运动在两个柱头裂片之间留下一个连接花药裂口的花粉通道，持续挤压花药，导致花粉经该通道直接喷射到柱头可受面上。因此，柱头的开合-弯曲运动将原本的异花传粉转变为严格的花前自花传粉，即闭花受精。这是植物适应传粉环境不确定性的一个独特的生殖保障策略。这项研究在植物器官运动和细胞生物学领域开启了一个新的视角。

    该研究成果于8月10日在线发表于National Science Review，原文链接： 

　　https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwad208/7240759 

　　（进化实验室供稿） 

收缩细胞结构与功能和柱头昼夜节律运动 

A-H，冷冻与透射电镜下的收缩细胞(A-D)和薄壁细胞(E-H)；I-L，FM4-64在薄壁细胞(I, J)和收缩细胞(K, L)的荧光信号；M, ER-tracker red和Golgi-tracker green荧光信号；N-Q，柱头随日夜湿度变化的开合–弯曲昼夜节律运动和自花传粉。