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NO和胞质pH在H_2O_2诱导蚕豆气孔关闭中的作用及其相互关系

赵金亮  
【摘要】:保卫细胞膨胀和收缩以调节气孔开度,从而调节通过气孔的气体交换和水分逸散。气孔的开闭状态受各种外界因素和内源因子影响。已有研究显示,Ca2+、一氧化氮(NO)和胞质碱化均参与过氧化氢(H2O2)诱导的气孔关闭。然而,H2O2诱导气孔关闭期间NO和胞质pH的相互关系以及Ca2+对NO产生和胞质pH的效应还不清楚。本实验以蚕豆为材料,借助表皮条实验和激光扫描共聚焦显微镜技术对上述问题进行了研究。所得结果如下 1.NO供体硝普钠(SNP)和H2O2显著诱导气孔关闭,NO清除剂羧基-2-苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(c-PTIO)和NO合酶抑制剂NG-N-L精氨酸甲酯(L-NAME)显著阻止H2O2诱导的气孔关闭。与SNP相似,H2O2明显诱导保卫细胞NO增加。与对照相比,c-PTIO和L-NAME不影响NO水平,但二者明显抑制H2O2诱导的NO产生。这些结果显示,NO介导了H2O2诱导的气孔关闭。 2.弱碱甲胺和H2O2明显诱导气孔关闭,弱酸丁酸显著抑制H2O2诱导气孔关闭。和甲胺一样,H2O2明显诱导保卫细胞胞质pH升高。与对照相比,丁酸不影响保卫细胞胞质pH,但丁酸明显抑制H2O2诱导的胞质pH升高。这些结果显示,保卫细胞胞质pH升高参与了H2O2诱导的气孔关闭。 3.NO和胞质pH升高都参与H2O2诱导气孔关闭促使我们研究H2O2诱导气孔关闭中NO和胞质pH升高的关系。H2O2均明显诱导保卫细胞胞质pH升高,SNP对胞质pH的效应与H2O2相似。与对照相较,c-PTIO和L-NAME对胞质pH无效应,但二者明显阻止H2O2诱导的胞质pH升高。这些结果显示,H2O2诱导保卫细胞胞质pH升高与NO产生有关。 4.与甲胺一样,H2O2明显诱导保卫细胞NO产生。和对照相较,丁酸不影响NO产生,但丁酸明显抑制H2O2诱导NO产生。这些结果显示,H2O2诱导保卫细胞NO产生胞质pH升高有关。 5.与对照相较,胞外钙离子螫合剂1,2-双(2-氨基苯氧基)乙烷N,N,N',N'-四乙酸(BAPTA).胞内钙离子螯合剂1,2-双(2-氨基苯氧基)乙烷-N,N,N',N'-四乙酸四(乙酰氧甲基)酯(BAPTA-AM)对气孔开度、NO产生和胞质pH无效应,但二者明显抑制H2O2诱导NO产生、胞质pH上升和气孔关闭。这些结果显示,H2O2诱导NO产生、胞质pH上升和气孔关闭需胞质钙参与。另外BAPTA的效应还表明,胞外钙内流参与H2O2对气孔开度、和胞质pH的作用。 综上所述,NO产生和胞质碱化均参与H2O2诱导气孔关闭,NO介导H2O2诱导胞质碱化,胞质碱化参与H2O2诱导NO产生,钙是H2O2诱导NO产生、胞质碱化和气孔关闭的先决条件。然而,NO产生、胞质碱化之间相互作用的机制仍是需要进一步研究的问题。


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