NO可能作为HO的下游信号参与调节ABA诱导的蚕豆气孔关闭过程

摘要

脱落酸(ABA)可以调节植物抗逆(包括干旱、冷害、盐害等)的多种生理反应和分子生物学效应.逆境下,伴随着体内ABA水平的升高植物气孔发生关闭.以前的研究报道ABA能通过促进保卫细胞K+外流来诱导气孔关闭,并且过氧化氢(H<,2>O<,2>)也参与其中.保卫细胞也已成为研究ABA信号转导的模式材料.一氧化氮(NO)是一种非常活泼的分子,它参与多种生理活动.NO参与了跨膜信号转导的多个层面,如基因活化、蛋白质表达和酶活性的调节.最近的研究表明NO是植物在病原菌侵害后激活防御反应的信号之一.在植物中,NO和活性氧(ROIs)的相互作用已有报道.Delledonne等揭示在蚕豆悬浮细胞中诱导细胞超敏感死亡需要NO和ROIs的产生有一个平衡.Lum和同事发现H<,2>O<,2>作为上游信号诱导NO的产生,他们还发现ABA诱导的NO产生是经由钙离子介导的,因为它可以被钙离子通道阻断剂异搏定(verapamil)所抑制.最近的研究结果显示H2O2和NO都能作为信号分子介导ABA诱导的气孔关闭过程,但有关H<,2>O<,2>和NO在ABA信号转导途径中的相互关系知之甚少.该文通过药理学和细胞学方法分析了H2O2与NO之间可能存在的关系并证明NO可能作为H2O2下游信号参与ABA诱导的蚕豆气孔关闭过程.表皮条生物分析显示和ABA作用相同,NO的供体硝普钠(SNP)和H<,2>O<,2>均能诱导蚕豆气孔关闭.由ABA或H<,2>O<,2>所诱导的蚕豆气孔关闭过程可部分地被NO的专一清除剂c-PTIO所逆转,而H<,2>O<,2>的清除剂过氧化氢酶(CAT)则不能逆转NO诱导的气孔关闭过程.用NO或H<,2>O<,2>专一的荧光探针二氨基荧光素二乙酸酯(DAF-2DA)或二氯荧光素二乙酸酯(H2DCF-DA)分别标记蚕豆保卫细胞来检测蚕豆保卫细胞内NO或H2O2的水平变化发现,10 μmol/L ABA处理后,胞内H2O2的产生速率明显高于NO的产生速率.H2O2的清除剂CAT几乎可完全抑制ABA所诱导的DAF的荧光增加;外源H<,2>O<,2>和ABA一样显著诱导胞内DAF的荧光增加.NO的专一清除剂c-PTIO对ABA诱导的DCF荧光略有促进作用,但外源SNP不能诱导胞内DCF荧光的增加.这些结果表明,在ABA通过诱导H2O2和NO产生从而促进气孔关闭的过程中,H<,2>O<,2>可能在NO的上游起作用并受NO的负反馈调节.

目录

缩写表

1.前言

1.1气孔保卫细胞的ABA信号转导

1.1.1 ABA受体

1.1.2 ABA信号转导中的第二信使

1.1.3 ABA对离子通道的调节

1.1.4 ABA诱导气孔关闭信号转导模式图

1.1.5展望

1.2植物中H2O2的产生及其生理作用

1.2.1植物体内H2O2产生机制

1.2.2 H2O2在植物体内的生理作用及其信号转递

1.3植物细胞NO信号转导

1.3.1植物中NO的研究背景

1.3.2 NO的生物合成

1.3.3 NO的生理功能

1.3.4 NO的信号转导

1.4 ABA，H2O2和NO信号转导的联系

1.5选题意义和立题依据

2.材料与方法

2.1植物材料

2.2化学试剂

2.3表皮条保卫细胞活力检测

2.4表皮条生物分析

2.5荧光探针的负载

2.6激光扫描共聚焦检测荧光

2.7气孔保卫细胞的显微注射

3.结果与分析

3.1气孔表皮条生物分析

3.1.1表皮条气孔保卫细胞活性检测

3.1.2不同浓度的NO对蚕豆气孔开度的影响

3.1.3 NO和H2O2对ABA诱导气孔关闭的影响

3.2保卫细胞内NO产生的荧光探针检测

3.2.1 NO对保卫细胞内DAF荧光变化的影响

3.2.2外源ABA诱导保卫细胞NO的产生

3.2.3外源H2O2诱导蚕豆保卫细胞NO产生

3.2.4 ABA诱导的NO产生可被CAT阻断

3.3保卫细胞中NO对H2O2产生的影响

3.4 ABA诱导产生NO和H2O2的动态分析

4.讨论

5.结论

6.参考文献

7.致 谢