胞间连丝是小分子物质运输和植物信息交流的重要通道,对于植物的生长发育和光合作用产物的运输有着重要的调控作用。胼胝质的沉积和降解是调控胞间连丝通道大小的重要因素。目前,关于胞间连丝的超微结构以及细胞间负责物质运输的转运蛋白有较多的研究。但仍缺乏关于活细胞机体胞间连丝对小分子物质运输的渗透率的研究。有关活细胞胞间连丝对小分子物质运输的调控机制非常重要,因为调控植物生长发育过程的激素和光合作用的产物蔗糖都属于小分子物质。本研究用激光扫描共聚焦显微镜采用光活化技术检测胞间连丝介导的细胞壁的渗透率。以模式植物拟南芥在三个生长发育时期的叶片为材料定量胞间连丝的渗透率。实验结果证明了随着拟南芥的生长发育,单个的胞间连丝的渗透率在逐渐降低,由于每细胞接触面的胞间连丝的数量在逐渐增加,所以每细胞接触面的胞间连丝的渗透率也在逐渐增加。并发现野生型拟南芥叶脉和叶柄表皮细胞胞间连丝介导的物质运输具有方向性,细胞纵向的细胞偶联程度比横向高,胼胝质合成基因的突变体拟南芥叶脉表皮细胞胞间连丝介导的物质运输不具备方向性。用透射电子显微镜检测野生型拟南芥叶片中脉细胞胞间连丝的密度,发现胞间连丝在中脉细胞的不同方向的密度一致,说明胞间连丝在叶脉表皮细胞运输的方向性由胼胝质的沉积调控,而不是由胞间连丝的数量调控。通过在叶尖滴加生长素的实验证明了胞间连丝渗透率的方向性对激素运输的影响,说明拟南芥叶片胞间连丝物质运输的方向性对激素在叶片中的运输具有重要的调控作用。本研究用激光扫描共聚焦显微镜,采用小分子、可移动的染料进行光漂白,检测黄瓜和烟草叶片的细胞偶联。研究发现胞间连丝的渗透率与糖类物质从叶片中的输出机制有关。烟草属于主动的质外体装载类型,叶肉细胞与维管束鞘细胞的偶联程度比筛管伴胞复合体与维管束鞘细胞的偶联程度高。黄瓜属于主动的共质体装载类型,细胞偶联的结果与烟草相反。而且,用透射电子显微镜检测了胞间连丝的结构与其渗透率的关系。研究发现胞间连丝结构的数据与光漂白实验得到的胞间连丝渗透率的数据并不完全一致,所以用透射电子显微镜不能检测到的一些有关胞间连丝结构的信息在一定程度上可以影响胞间连丝的渗透率。采用分子克隆技术使胼胝质降解基因在烟草叶片中过表达,并用光活化技术测量烟草叶片的细胞偶联,实验证明烟草叶片胞间连丝的渗透率在胼胝质降解基因后提高了。用EDTA法提取烟草韧皮部汁液,并用高效液相层析测量韧皮部汁液中糖的浓度,研究表明烟草叶片胞间连丝渗透率的提高对韧皮部糖的输出几乎没有影响。