茉莉酸和一氧化氮調(diào)控氣孔運動的機制.pdf

1、茉莉酸(JA)作為一種普遍存在于植物界的一種內(nèi)源生長調(diào)節(jié)物質(zhì),它在脅迫反應尤其是在傷反應中的作用越來越引起人們的興趣.但目前有關(guān)JA運輸與代謝方面的研究較少,更無其在細胞和亞細胞分布的報道.同時其信號轉(zhuǎn)導機制也是有待闡明的問題.該研究以蠶豆葉片、蠶豆和鴨趾草氣孔保衛(wèi)細胞為材料對以上問題進行了探索.用免疫熒光顯微鏡技術(shù)和免疫膠體金電鏡技術(shù)證明JA在蠶豆葉片下表皮和氣孔保衛(wèi)細胞上是普遍存在的,它主要分布在保衛(wèi)細胞的葉綠體、細胞核和細胞壁上;

2、葉片的局部灼傷可提高JA在質(zhì)外體和氣孔保衛(wèi)細胞中水平.用同位素示蹤技術(shù)研究了<'3>H-JA在蠶豆幼苗中的運輸和分配規(guī)律以及局部灼傷對其運輸與分配.結(jié)果表明,外源<'3>H-JA能夠以高于4~5cm/min的速率在蠶豆幼苗體內(nèi)向上和向下運輸.局部灼傷能促進<'3>H-JA向受傷部位的調(diào)運;增加<'3>H-JA向成熟葉片下表皮的運輸分配比率;阻止<'3>H-JA從受傷部位的向外輸出.推測,傷脅迫下JA運輸與分配的改變可能與植物體防御傷反應

3、密切相關(guān),并有可能參與了對氣孔運動的調(diào)控.藥理學實驗表明,在0.01~100μmol/L濃度范圍內(nèi),JA可誘導蠶豆葉片氣孔關(guān)閉并具有明顯的濃度效應和時間進程.一氧化氮(NO)是近年發(fā)現(xiàn)的參與保衛(wèi)細胞ABA信號轉(zhuǎn)導的新組分.用NO特異性熒光探針DAF-2DA結(jié)合激光共聚焦顯微技術(shù)證明氣孔保衛(wèi)細胞中存在NO;利用免疫熒光顯微鏡技術(shù)和免疫膠體金電鏡技術(shù)確定氣孔保衛(wèi)細胞中存在NOS類似蛋白,藥理學實驗表明蠶豆葉片NOS活性具有一定的鈣依賴性.從

4、組織和細胞水平證明NO參與JA調(diào)控氣孔運動的信號轉(zhuǎn)導過程.(1)局部灼傷和外源JA都能提高蠶豆葉片和表皮NO水平和NOS活性;(2)JA促進葉片氣孔保衛(wèi)細胞NO的合成;(3)外源NO供體也能誘導氣孔關(guān)閉,并具有濃度效應;(4)低濃度的NO和JA之間在誘導氣孔關(guān)閉上存在一定的加合效應;(5)NO的清除劑PTIO可大大減弱JA誘導蠶豆氣孔關(guān)閉的作用.推測,NO是JA誘導氣孔關(guān)閉過程中必不可少的組分.JA引起的NO的增加主要來自NOS途徑,加

5、入NOS的抑制劑L-NAME可阻斷JA產(chǎn)生的NO水平;降低JA誘導氣孔關(guān)閉的效應.Ca<'2+>參與JA調(diào)控氣孔運動的信號轉(zhuǎn)導.以Fluo-3 AM為Ca<'2+>熒光探針,結(jié)合激光共聚焦掃描顯微技術(shù),發(fā)現(xiàn)在JA處理后在數(shù)十秒內(nèi),在氣孔關(guān)閉之間可引起胞質(zhì)Ca<'2+>濃度的較為迅速上升.加入鈣的螯合劑可完全阻斷JA誘導氣孔關(guān)閉的作用;Ca<'2+>通道的抑制劑NIF可減弱JA誘導氣孔關(guān)閉的效應.推測JA引起的胞內(nèi)Ca<'2+>升高可能主