Ca2+参与茉莉酸诱导蚕豆气孔关闭的信号转导

以Fluo-3AM为Ca~(2 )荧光探针,结合激光共聚焦扫描显微技术,观察到在处理后数十秒内,气孔关闭之前,茉莉酸(JA)可引起[Ca~(2 )]cyt的迅速上升;叶照和JA的前体物亚麻酸(LA)几乎不能引起[Ca~(2 )]cyt的明显变化;钙的螯合剂EGTA预处理可完全阻断JA诱导气孔关闭的效应,并且JA不再引起保卫细胞[Ca~(2 )]cyt增加;质膜Ca~(2 )通道的抑制剂硝苯吡啶(nifedipine,NIF)可减弱JA诱导气孔关闭的效应,也使JA诱导保卫细胞[Ca~(2 )]cyt增加的幅度有所下降;胞内Ca~(2 )释放的抑制剂钌红不能明显改变JA诱导气孔关闭的趋势,但使JA引起的保卫细胞[Ca~(2 )]cyt增加有所降低。实验结果表明:Ca~(2 )参与JA诱导气孔关闭的信号转导;推测JA引起的[Ca~(2 )]cyt升高可能主要来源于胞外,但不能完全排除胞内Ca~(2 )的释放。     

Ca^2＋参与茉莉酸诱导蚕豆气孔关闭的信号转导

以Fluo-3 AM为Ca^2＋荧光探针,结合激光共聚焦扫描显微技术,观察到在处理后数十秒内,气孔关闭之前,茉莉酸（JA）可引起[Ca^2＋]cyt的迅速上升;对照和JA的前体物亚麻酸（LA）几乎不能引起[Ca^2＋]cyt的明显变化;钙的螯合剂EGTA预处理可完全阻断JA诱导气孔关闭的效应,并且JA不再引起保卫细胞[Ca^2＋]cyt增加;质膜Cah通道的抑制剂硝苯吡啶（nifedipine,NIF）可减弱JA诱导气孔关闭的效应,也使JA诱导保卫细胞[Ca^2＋]cyt增加的幅度有所下降;胞内Ca^2＋释放的抑制剂钌红不能明显改变JA诱导气孔关闲的趋势,但使JA引起的保卫细胞[Ca^2＋]cyt增加有所降低。实验结果表明：Ca^2＋参与JA诱导气孔关闭的信号转导;推测JA引起的[Ca^2＋]cyt升高可能主要来源于胞外,但不能完全排除胞内Ca^2＋的释放。     

Ca2+参与水杨酸诱导蚕豆气孔运动时的信号转导

在一定条件下,外源水杨酸(SA)可以诱导蚕豆(Vicia faba L.)气孔关闭,阻止气孔张开。以Fluo-3—AM作为Ca^2 的荧光探针,利用激光共聚焦扫描显微技术,对水杨酸调控气孔运动中保卫细胞胞质Ca^2 的变化趋势及Ca^2 的来源进行了研究。结果表明,水杨酸可引起胞质Ca^2 增加,这种变化发生在气孔开度改变之前。Ca^2 螯合剂BAPTA（1,2-bis(2-amino phenox-y)ethane-N,N,N′,N′-tetraacetic acid,1mmol/L)几乎可以完全抑制水杨酸诱导气孔开度减小的作用;胞外Ca^2 螯合剂EGTA(2mmol/L)、质膜Ca^2 通道抑制剂尼群地平(nifedipine,NIF,1μmol/L)和LaCl3(1mmol／L)可不同程度地减弱水杨酸诱导气孔关闭的效应。BAPTA(1mmol／L)预处理后,水杨酸不再引起胞质Ca^2 含量改变;尼群地平能够降低水杨酸引起的胞质Ca^2 增加的幅度。说明Ca^2 可能参与水杨酸诱导气孔运动的信号转导。水杨酸引起胞内升高的Ca^2 可能既来自胞外又来自胞内,胞内Ca^2 库可能是其主要来源。     

Ca2+在茉莉酸甲酯诱导拟南芥气孔关闭中的信号转导作用

以拟南芥叶片下表皮为材料 ,分别用表皮生物分析法和激光扫描共聚焦显微镜成像技术 ,研究茉莉酸甲酯 (JA Me)促进气孔关闭过程中胞质Ca2 浓度的变化及其与气孔关闭的关系。结果表明 ,10 - 7到 10 - 3mol L的JA Me处理能促进拟南芥叶片的气孔关闭 ,其中 ,10 - 5mol L是最适浓度。用 10 - 5mol L的JA Me处理5min ,胞质Ca2 浓度从静息态的 10 5nmol L增加到 332 0nmol L ;质膜Ca2 通道阻断剂LaCl3和Ca2 螯合剂EGTA均能明显地降低JA Me对气孔关闭的促进作用。由此推测 ,胞质Ca2 可能是JA Me促进气孔关闭的重要信号转导因子     

H_2O_2介导H_2S诱导的拟南芥气孔关闭

以拟南芥（Arabidopsis thaliana）为材料,研究了过氧化氢（H2O2）在硫化氢（H2S）调控气孔运动信号转导中的作用。结果表明,光下H2S的供体硫氢化钠（NaHS）能够诱导拟南芥气孔关闭;且能够显著提高叶片和保卫细胞胞质H2O2含量;H2O2的清除剂AsA和H2O2合成酶的抑制剂可不同程度地抑制NaHS诱导的拟南芥气孔关闭及叶片和保卫细胞胞质H2O2水平的升高;NaHS对AtrbohD、AtrbohF、Atpao2和Atpao4突变体气孔关闭、叶片和保卫细胞胞质H2O2水平升高的诱导作用要明显的小于野生型,但对AtPAO2和AtPAO4过表达株系叶片和保卫细胞H2O2水平的升高较野生型显著。据此推测,来源于NADPH氧化酶、细胞壁过氧化物酶和多胺氧化酶途径的H2O2参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭。     

NO可能作为Ca^2＋的下游信号介导乙烯诱导的蚕豆气孔关闭

以蚕豆（Vicia faba L．）为材料,利用药理学实验,结合激光共聚焦显微技术和分光光度法．探讨Ca^2＋和一氧化氮（nitric oxide,NO）在乙烯（ethylene,Eth）调控气孔运动信号转导中的作用。结果表明．光下乙烯利（0．004％,0．04％,0．4％）可诱导蚕豆叶片气孔关闭,且具有时间和剂量效应：NO清除剂cPTIO、硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）抑制剂NaN3及胞外Ca^2＋螯合剂EGTA可部分逆转乙烯诱导的气孔关闭;乙烯能够明显增加气孔保卫细胞NO水平;提高蚕豆叶片NO含量和NR活性．并且NO的含量变化与NR活性的变化趋势基本一致;NR抑制剂NaN3可抑制乙烯诱导的气孔保卫细胞和叶片NO含量的增加;清除胞外Ca^2＋可减弱乙烯对NO含量和NR活性的诱导效应。说明Ca^2＋和NO均参与乙烯诱导的蚕豆气孔关闭,且NO（主要由NR途径合成）可能位于Ca^2＋下游参与调控这一信号转导过程。     

NADPH氧化酶参与水杨酸诱导的蚕豆气孔关闭过程

水杨酸(SA)可以浓度依赖的方式诱导蚕豆叶片的气孔关闭,1～1000μmol·L~(-1)SA所诱导的气孔关闭可以再开放,而10~(-2)mol·L~(-1)的SA导致的气孔关闭则否。质膜NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)可削弱SA作用的45%～60%。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结合显微注射技术直接检测保卫细胞内产生H_2O_2的结果显示,100μmol·L~(-1)SA可引起保卫细胞内荧光素(DCF)荧光快速增强。在DPI存在的情况下,经SA处理的保卫细胞,仅在其叶绿体部位产生H_2O_2,而质膜附近的DCF荧光增强则受到抑制。表明叶绿体可能是保卫细胞内产生H_2O_2的主要部位,质膜NADPH氧化酶也可能参与SA诱导H_2O_2的产生。     

NADPH氧化酶可能参与了ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞运动

研究了NADPH氧化酶在ABA（abscisic acid)诱导蚕豆气孔关闭信号转导网络中的作用,荧光光谱实验表明,在嗜中性白血球NADPH氧化酶抑制剂DPI(diphenyleneio-donium)存在的条件下,与对照相比,大大逆转了由ABA引起HPTS（8-hydroxypyrene-1,3,6-trisulfonic acid,trisodium salt)的荧光强度下降。表皮生物分析法显示,10^-6mol/L的DPI和10^3unit/mL的过氧化氢酶（catalase,CAT)在一定程度上也逆转了ABA诱导张开气孔的关闭。因此推测：在ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞过程中,质膜上的NADPH气体酶可能催化形成超氧自由基O^-2,再经歧化反应形成H2O2,而形成的H2O2参与了气孔运动调节。     

PTPases抑制剂对外源NO调控蚕豆气孔运动的影响

以蚕豆(Vicia fabaL.)气孔保卫细胞为材料,研究了酪氨酸蛋白磷酸酶(protein tyrosine phosphatases,PTPases)的抑制剂氧化苯胂(phenylarsine oxide,PAO)、钒酸钠(NaVO3)和Zn2 对外源一氧化氮(NO)调控蚕豆气孔运动的影响。结果表明,NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能诱导蚕豆气孔关闭,其效应在0.001~0.1 mmol.L-1浓度范围内随着SNP浓度的增大而增强;不同浓度的PAO、NaVO3和Zn2 对光诱导的气孔张开几乎没有影响,但都可以抑制黑暗或SNP诱导的气孔关闭,表明酪氨酸蛋白磷酸酶参与NO调控蚕豆气孔运动的信号转导过程,在NO调控蚕豆气孔运动中起着重要的作用。     

蚕豆保卫细胞质膜水通道蛋白的鉴定及其在气孔运动中的作用

水通道或水通道蛋白是水分运动的主要通道.以RD28 cDNA和RD28抗体为探针证明了蚕豆(Vicia fabaL.)保卫细胞中存在水通道蛋白,并以气孔运动为指标,结合抗体和抑制剂处理证明水通道蛋白是水分运动的主要通道.研究表明编码质膜水通道蛋白的RD28转录体在叶片保卫细胞、叶肉细胞和维管束中高表达,尤以保卫细胞中最多;荧光免疫染色和Confocal显微镜观察表明,RD28抗体反应主要位于保卫细胞质膜.进一步采用RD28抗体和水通道蛋白抑制剂--HgCl2 (25μmol/L)处理可抑制壳梭孢素(FC)、光照诱导的气孔开放和原生质体体积膨胀以及ABA诱导的气孔关闭,但这种抑制作用可以被水通道抑制剂的逆转剂β-巯基乙醇(ME)逆转.表明蚕豆保卫细胞中存在水通道蛋白并参与蚕豆保卫细胞的运动过程.