磷脂酶C和磷脂酶D在核黄素诱导烟草悬浮细胞防卫反应中的作用

摘要

核黄素作为植物防卫反应的激发子，可增强植物对由真菌、卵菌、细菌、病毒等病害的抗性。但是，其防卫机制并不清楚。磷脂酶C(phospholipasc C，PLC)信号和磷脂酶D(phospholipase D，PLD)信号途径在动植物防卫反应中起着重要作用。PLC的水解产物二酯酰甘油(diacylglycerol，DAG)和三磷酸肌醇(inositol 1，4，5-trisphosphate，IP3)，以及PLC和PLD的共同产物磷脂酸(phosphatidic acid，PA)。目前对于PLC信号途径和PLD信号途径是否参与了烟草悬浮细胞中核黄素诱导的防卫反应还缺乏系统研究。
　　 本文运用药理学方法研究烟草悬浮细胞，为了确定核黄素激发的防卫反应是否依赖于PLC和PLD途径。通过采用生物化学、细胞化学、半定量RT-PCR(reverse transcriptasc-polymerase chain reaction，RT-PCR)、荧光定量PCR(Real-time，PCR)和高效液相色谱(high performance liquid chromatography，HPLC)等技术测定了一系列防卫反应。所得结果如下：
　　 1、烟草悬浮细胞受核黄素诱导后NtPLC1表达量没有明显变化，但其它PLC和PLD基因的表达量均明显增加。NtPLD(NtPLDα2，NtPLDα3，NtPLDβ1和NtPLDδ)基因的表达水平也表现出差异。
　　 2、为了阐明PLC和PLD是否参与了核黄素诱导的烟草悬浮细胞的过氧化氢(H2O2)的产生，用PLC的特异性抑制剂U73122和PLD的抑制剂1-butanol提前处理核黄素诱导的细胞，测定细胞过氧化氢被抑制情况。结果表明U73122(10μmol/L)和1-butanol(0.1％，v/v)对核黄素诱导的过氧化氢产生的抑制率分别为79.5％和62.9％。但是U73343(U73122的类似物)和tert-butanol(1-butanol的类似物)没有作用。这些结果表明PLC和PLD途径都参与了核黄素诱导的烟草悬浮细胞的过氧化氢的产生。另外，核黄素还能诱导一氧化氮(nitric oxide，NO)的生成。
　　 3、提前加入PLC抑制剂(U73122)和PLD的抑制剂(1-butanol)处理核黄素诱导的烟草悬浮细胞后，3种防卫基因PR(pathogenesis-related)-1a、PR-16及PAL等的表达受到不同程度的抑制。
　　 4、PLC和PLD抑制对核黄素诱导的scopoletin积累有显著地抑制作用。而U73343和tert-butanol对核黄素诱导的防卫反应没有任何作用。外源施用磷脂酸能诱导烟草悬浮细胞中scopoletin积累，磷脂酸能部分地恢复细胞外抑制剂导致的scopletin累积量减少。