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《河南大学》 2001年
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过氧花氢参与了水杨酸诱导的蚕豆气孔关闭过程

王棚涛  
【摘要】:水杨酸作为植物体内一种内源性的信号分子,具有多种生理功能,尤其与植物的抗 病性密切相关,此方面的研究也倍受人们关注。前人研究认为SA可能通过抑制CAT而 使植物体内H_2O_2水平升高从而增强植物的抗病性。目前大量研究表明H_2O_2可能作为植 物体内又一新的信号分子,并具有广泛的生理作用。已有报道H_2O_2可能作为ABA的下 游信号分子促进气孔关闭,但H_2O_2是否参与了SA诱导气孔关闭提高植物抗病性这一信 号传递过程还不清楚?本文以蚕豆气孔为材料利用表皮条生物分析、激光扫描共聚焦显 微术、显微注射技术、膜片钳等手段探讨了H_2O_2可能参与SA诱导的气孔关闭过程,得 到以下结果: SA可以浓度依赖的方式诱导气孔关闭,SA浓度在1-1000μmol/L时诱导的气孔关闭 具有可逆性,而10~(-2)mol/L的SA导致的气孔关闭不可逆(图2),FDA细胞活性检测表 明这种SA处理后气孔开度的可逆性与细胞活性丧失与否有关。H_2O_2具有与SA类似的 作用,10~(-7)mol/L与10~(-5)mol/L的H_2O_2处理表皮条后保卫细胞保持良好的活性状态,并在 H_2O_2洗脱后气孔开度可恢复到与对照接近的水平,而10~(-3)mol/L的H_2O_2导致的气孔关闭 不可逆并伴随着保卫细胞活性的丧失(图3)。20U/ml的CAT与SA共同处理时可逆转 SA诱导气孔关闭作用的83-90%(图4),质膜NADPH氧化酶抑制剂DPI(10μmol/L)也 可逆转SA作用的45-60%(图5),而CAT和DPI单独处理时促进气孔开放的作用非常 微弱。表明SA诱导的气孔关闭可能与H_2O_2的产生有关。 以H_2O_2荧光探针 H_2DCFDA结合激光扫描共聚焦显微术直接检测了保卫细胞内 H_2O_2的产生。与直接外源10~(-5)mol/L的H_2O_2的处理结果类似,外施或通过显微注射技术 而在保卫细胞内引入100μmol/L的SA均可引起保卫细胞内DCF荧光快速增强,同时 Time-Course实验显示胞内叶绿体区域荧光增强早于其它细胞区域(图7C)。在保卫细胞 内显微注射CAT可完全阻止SA导致的DCF荧光增强(图9)。当在CAT和DPI存在情 况下SA处理后保卫细胞内H_2O_2产生仅在叶绿体部位,而质膜附近的DCF荧光增强受 到了抑制(图12;图13)。表明叶绿体可能是保卫细胞内H_2O_2产生的主要来源,并讨 论了此叶绿体产生H_2O_2的可能性及机制,同时质膜NADPH氧化酶也可能参与了SA诱 导的H_2O_2产生。 以两步酶解法分离蚕豆保卫细胞原生质体并记录在不同处理条件下全细胞内向K” 电流的变化。全细胞电流的反转电位和被胞外BJ“迅速抑制的结果表明记录到的电流应 为K”电流。胞外100Pmol/L的SA可在处理后20分钟抑制内向广电流的70%左右(图 18);与 SA tJ作用类似,10“’m。l/L的 H。O。在处理后同一时间可抑制 K”电流的 47%(图 19人电极液中20U/Inl的CAT或10pmol几的DPI可分别逆转SA抑制全细胞内向K“电 流的52%和34%(图20;ZI),表明CAT和DPI均可不同程度的逆转SA对保卫细胞内 向K“电流的抑制作用,暗示了H。O。可能通过抑制质膜内向K“电流而介导SA诱导的气 孔关闭过程。
【学位授予单位】:河南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:Q945

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