过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K+通道的影响

不同浓度H2O2可使蚕豆(ViciafabaL.)叶片气孔关闭,抑制气孔张开,10mmol/L的H2O2最有效,10μmol/L的H2O2仍明显使气孔关闭。且10μmol/L的H2O2抑制气孔张开作用能被EGTA所消除,表明Ca2+参与低浓度H2O2使气孔关闭的过程。2mmol/L的H2O2可使质膜内向K+通道电流明显减小,而外向K+通道电流显著增加。因此,H2O2促进蚕豆气孔关闭主要是通过抑制K+通过保卫细胞质膜内向流入,或加强K+外向流出实现的。     

过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K+通道的影响

不同浓度H2 O2 可使蚕豆 (ViciafabaL .)叶片气孔关闭 ,抑制气孔张开 ,10mmol/L的H2 O2 最有效 ,10 μmol/L的H2 O2 仍明显使气孔关闭。且 10 μmol/L的H2 O2 抑制气孔张开作用能被EGTA所消除 ,表明Ca2 参与低浓度H2 O2 使气孔关闭的过程。 2mmol/L的H2 O2 可使质膜内向K 通道电流明显减小 ,而外向K 通道电流显著增加。因此 ,H2 O2 促进蚕豆气孔关闭主要是通过抑制K 通过保卫细胞质膜内向流入 ,或加强K 外向流出实现的     

MeJA诱导的拟南芥保卫细胞H2O2积累与质膜H+-ATPase的关系

茉莉酸类物质(JAs)作为与昆虫啃噬及损伤相关的植物激素和信号分子在植物防御反应中起重要作用,但是茉莉酸引起的早期防御反应的机理仍不清楚。该研究以拟南芥叶片保卫细胞为材料,结合非损伤微测(NMT)及激光共聚焦技术探讨了茉莉酸诱导的保卫细胞中质膜H+-ATPase与H2O2积累的调控关系。结果表明:茉莉酸甲酯(MeJA)处理导致H+迅速跨膜外排和H2O2积累,H+外排和H2O2积累能够被钒酸钠抑制,而二苯基碘(DPI)处理则对MeJA诱导的H+跨膜外排无显著影响。研究结果证明,在MeJA诱导的早期信号事件中,质膜H+-ATPase的激活先于H2O2的产生。     

拟南芥根皮层细胞质膜内向K+通道电生理特性分析

利用膜片钳技术对模式植物拟南芥根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录,并对内向K+通道的特性进行了分析.结果表明,拟南芥根细胞质膜上的内向K+通道由超极化膜电位所激活;该通道具有较高的K+/Na+选择性,可被TEA+和Ba2+等K+通道阻断剂所抑制,而且对胞内自由Ca2+浓度变化不敏感.这为进一步利用模式植物拟南芥进行植物K+吸收机制以及植物抗盐机制的研究奠定了基础.     

脱落酸抑制蓝光依赖气孔开放运动的生理机制分析

以蚕豆(Vicia fabaL.)为材料,采用表皮条生物学分析技术、远红外成像技术以及电生理膜片钳技术,研究逆境信号脱落酸(ABA)和蓝光信号对蚕豆叶片表皮气孔运动及质膜K+通道的影响,以探讨ABA调节蓝光诱导的气孔开放运动的生理机制.结果表明:(1)100μmol?m-2?s-1蓝光能显著诱导气孔开放,该效应可被ABA以浓度依赖的方式抑制,并以10μmol?L-1ABA抑制效应最为明显.(2)100μmol?m-2?s-1蓝光处理能明显促使蚕豆叶面温度下降,而10μmol?L-1ABA可显著阻止蓝光诱导的蚕豆叶面温度下降.(3)100μmol?m-2?s-1蓝光可明显激活保卫细胞质膜内向K+通道,处理5 min后内向K+电流增加58%;对于1和10μmol?L-1ABA预处理蚕豆保卫细胞原生质体,在蓝光处理5 min后其内向K+电流增加值分别被抑制25%和51%,但10μmol?L-1ABA并不明显抑制壳梭孢菌素(质膜H+-ATP酶永久性激活剂)诱导的保卫细胞内向K+电流上升.研究发现,逆境信号ABA可能主要通过抑制蓝光信号转导中质膜H+-ATP酶上游位点,阻断蓝光激活的保卫细胞质膜内向K+通道,抑制蓝光诱...     

不同浓度Al3+胁迫对水稻根生长的影响

铝毒害是酸性土壤限制农作物产量的主要因素之一。本文以水稻为材料,探讨了不同浓度的AlCl3(0、50、100、150 mmol.L-1)胁迫处理对水稻幼苗根生长的影响。结果表明,随着Al3+浓度和胁迫时间的增加,水稻幼苗根的生长受到抑制,长度和鲜重都减小,根尖细胞死亡的程度增大,根中H2O2含量上升;与对照(未经DMTU预处理)相比,经dimethylthiourea(内源过氧化氢抑制剂)预处理的水稻幼苗在Al3+胁迫下根细胞死亡程度减小,H2O2含量降低,根的生长抑制得到缓解,表明内源H2O2的积累是造成Al3+对水稻幼苗根生长抑制的原因之一。     

Cd胁迫下不同耐性豆科植物根内活性氧产生与基因组DNA多态性变化

采用溶液培养法,研究了镉胁迫对绿豆和箭舌豌豆幼苗根基因组DNA多态性和活性氧产生的影响.结果表明:Cd胁迫降低了2种植物根尖基因组DNA模板的稳定性,导致DNA多态性发生了变化,包括RAPD谱带的增加、缺失及其荧光强度的改变;同时,Cd胁迫抑制了根的伸长生长,促进了根内超氧阴离子( O2-)产生和过氧化氢(H2O2)积累;Cd胁迫下2种植物根的伸长与其根内O2-产生、H2O2积累以及DNA多态性呈负相关,DNA多态性与Cd胁迫下H2 O2积累呈正相关.     

盐胁迫对盐生植物黄花补血草种子萌发和幼苗生长的影响

盐生植物黄花补血草广泛分布于我国西北地区、东北西部以及华北北部,对改良盐碱土壤具有重要的生态作用。以黄花补血草(Limonium aureum(L.)Hill)为材料,研究分析了不同浓度NaCl胁迫对其种子萌发和幼苗生长产生的抑制效应及作用机制。结果表明:低浓度NaCl(25 mmol/L和50 mmol/L)处理不影响黄花补血草种子萌发和幼苗生长,25 mmol/L NaCl甚至促进了根生长,而高浓度NaCl(100 mmol/L和150 mmol/L)处理明显抑制种子萌发及幼苗生长。利用荧光探针的检测结果表明,NaCl处理的幼苗根中过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)含量明显高于对照水平。碘化丙啶(PI)染色结合激光共聚焦显微镜观察及检测相对电导率结果显示,高浓度NaCl处理抑制了幼苗根尖伸长区细胞的伸长生长,增加了细胞膜的通透性,对根细胞造成了明显的伤害。此外,高浓度NaCl处理诱导叶片丙二醛(MDA)含量显著升高。以上结果说明,黄花补血草对低浓度的盐具有一定的耐盐性,但高浓度盐降低了种子的萌发率,使幼苗根中H2O2产生增加,抑制根尖伸长区细胞的伸长生长,对根、叶造成明显氧化损伤,从而抑制黄花补血草幼苗的生长。     

Ca2+位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程

以拟南芥为材料,利用药理学实验,结合分光光度法和激光共聚焦显微技术,研究了Ca2+在硫化氢(H2S)诱导拟南芥气孔关闭过程中的作用及其与过氧化氢(H2O2)的关系。结果表明:H2S诱导气孔关闭,Ca2+螯合剂EGTA和质膜Ca2+通道阻断剂硝苯地平(Nif)能不同程度抑制H2S诱导的气孔关闭,而内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素(Thaps)对H2S的作用无显著影响。由此推测,Ca2+参与调节H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程,且胞质中Ca2+来源于胞外Ca2+的内流。另外,H2S诱导拟南芥叶片NADPH氧化酶基因At RBOHD和At RBOHF以及细胞壁过氧化物酶基因At PRX34表达增强,促进叶片和保卫细胞中H2O2积累,EGTA对此起抑制作用,而外源Ca Cl2处理上调At RBOHD、At RBOHF和At PRX34的表达。表明Ca2+可能位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程。     

Ca2+位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程

以拟南芥为材料,利用药理学实验,结合分光光度法和激光共聚焦显微技术,研究了Ca2+在硫化氢(H2S)诱导拟南芥气孔关闭过程中的作用及其与过氧化氢(H2O2)的关系。结果表明： H2S诱导气孔关闭, Ca2+螯合剂EGTA和质膜Ca2+通道阻断剂硝苯地平(Nif)能不同程度抑制H2S诱导的气孔关闭,而内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素(Thaps)对H2S的作用无显著影响。由此推测, Ca2+参与调节H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程,且胞质中Ca2+来源于胞外Ca2+的内流。另外, H2S诱导拟南芥叶片NADPH氧化酶基因AtRBOHD和AtRBOHF以及细胞壁过氧化物酶基因AtPRX34表达增强,促进叶片和保卫细胞中H2O2积累, EGTA对此起抑制作用,而外源CaCl2处理上调AtRBOHD、AtRBOHF和AtPRX34的表达。表明Ca2+可能位于H2O2上游参与H2S诱导的拟南芥气孔关闭过程。     

烟草根皮层原生质体质膜钾通道的特性研究

采用膜片钳技术对烟草根皮层原生质体质膜上的钾通道进行全细胞记录,从而深入研究烟草K^＋的吸收机制和调控机理。结果表明,内向钾通道在膜电压低于-40mV时,可以被K^＋激活。内向电流可以被钾通道的专一抑制剂TEA^＋抑制。动力学分析表明内向钾电流产生的K^＋表观解离常数（Km）≈15．2mmol／L,类似于低亲和性钾通道。该通道具有依赖于胞外K^＋浓度的特性,对胞外NH4^＋、Ca^2＋、Mg^2＋浓度变化反应敏感,内向K^＋电流可被不同程度地抑制。     

超氧阴离子通过提高[Ca2+]cyt调节保卫细胞K+通道和气孔运动

氧化信号参与了许多生理过程的调控。用膜片钳和激光共聚焦显微镜,采用可以产生O2^ 的甲基紫精处理蚕豆(Vicia faba L)保卫细胞,测定了O2^ 对气孔运动调节过程中胞质Ca^2 离子浓度和细胞质膜K^ 通道活性的变化,结果表明甲基紫精可以促进气孔的关闭,乙二醇四乙酸酯(Ethylene glycol bis(2-aminoethyl)tetra-acetic acid,EGTA)、抗坏血酸(Ascorbic acid,AsA)和过氧化物酶(Catalase,CAT)可以消除小于10^-5mol／L甲基紫精对气孔运动的影响;10^-2和10^-5mol/L的甲基紫精可使保卫细胞胞质Ca^2 浓度有不同程度提高,并伴随有钙震荡。蚕豆气孔保卫细胞质膜内向K^ 通道可被咆外甲基紫精抑制,而这种抑制和[Ca^2 ]cyt有关。推测甲基紫精产生的O2^-对蚕豆气孔运动的调节,主要是通过O2^ 诱导的胞内游离Ca^2 浓度的升高,从而抑制了通过保卫细胞质膜K^ 内向电流。     

Ion currents involved in early Nod factor response in Medicago sativa root hairs: a discontinuous single-electrode voltage-clamp study

Nod factor [NodRm-IV(Ac,S)], isolated from the bacterium Rhizobium meliloti, induces a well-known depolarization in Medicago sativa (cv Sitel) root hairs. Analysis of this membrane response using the discontinuous single-electrode voltage-clamp technique (dSEVC) shows that anion channel, K+ channel and H+-ATPase pump currents are involved in young growing root hairs. The early Nod-factor-induced depolarization is due to increase of the inward ion current and inhibition of the H+ pump. It involved an instantaneous inward anion current (IIAC) and/or a time-dependent inward K+ current (IRKC). These two ion currents are then down-regulated while the H+ pump is stimulated, allowing long-term rectification of the membrane potential (Em). Our results support the idea that the regulation of inward current plays a primary role in the Nod-factor-induced electrical response, the nature of the ions carried by these currents depending on the activated anion and/or K+ channels at the plasma membrane.     

可乐定对背根神经节神经元GABA激活电流的抑制作用

本实验在新鲜分离大鼠背根神经节（ＤＲＧ）细胞上应用全细胞膜片的箝记录研究贤上腺素α２－受体激动剂可乐定（ｃｌｏｎｉｄｉｎｅ）对ＧＡＢＡ－激活电流的调制作用。发现缘大多数ＤＲＧ细胞对ＧＡＢＡ（１０＾－６￣１０＾－３ｍｏｌ／Ｌ）敏感（７２／７５）,产生浓度依赖性的内向电流;并且可被ｂｉｃｕｃｕｌｉｎｅ（１０＾－５￣１０＾－４ｍｏｌ／Ｌ）所阻断。在多数细胞中（５１／７２）预加可乐定（１０＾－８￣１０＾－     

甲硫—脑啡肽对大鼠DRG分离神经元ATP—激活内向电流的抑制

本研究探讨了甲硫-脑啡肽(met-Enk)对ATP-激活电流(IATP)的调制作用.实验在大鼠新鲜分离背根神经节(DRG)神经元上进行.应用全细胞膜片钳技术所记录的IATP为内向电流.在被检测的DRG神经元中,90.0%(45/50)的细胞对ATP有反应.在45个对ATP敏感的细胞中对大部分细胞(29/45)施加met-Enk(10-9～10-5mol/L)也引起一内向电流;少部分细胞(9/45)为外向电流;其余的细胞(7/45)未引起可检测的膜反应.预加met-Enk后IATP明显地被抑制,此种抑制作用为剂量依赖性的.在预加10-9、10-8、10-7、10-6、10-5mol/Lmet-Enk后,IATP的抑制分别为13.2±5.4%(n=5)、39.2±8.6%(n=8)、54.1±8.6%(n=8)、43.3±7.9%(n=7);43.1±7.9%(n=7)(mean±SKM).阿片肽拮抗剂纳洛酮能翻转此种抑制效应.IATP的量-效关系表明,预加met-Enk后曲线明显压低,在浓度为10-3mol/L时IATP下降约25%,而Kd值几乎不变.应用二次钳压技术胞内透析H-9(PKA抑制剂)能取消此种抑制作用.上述结果提示met-Enk对IATP的抑制效应为非竞争性抑制作用,可能是由于阿片受体激活后,经相应的胞内信号转导途径使ATP受体磷酸化所致.     

钩藤碱对human ether-a-go-go相关基因通道的抑制作用

将human ether-a-go-go相关基因(HERG)cRNA注射到非洲爪蟾卵母细胞,采用双电极电压钳技术,观察钩藤碱对表达电流的影响.结果显示(1)钩藤碱抑制HERG通道的表达是浓度依赖性的,IC50为(773.4±42.5)μmol/L.(2)钩藤碱抑制HERG通道的表达是电压依赖性的,最大抑制率在-20 mV,为15%.上述结果提示,钩藤碱抑制HERG编码的钾通道,导致心室复极时间延长,揭示了与钩藤碱相关的心肌钾通道的分子生物学基础.     

催产素对大鼠背根神经节分离细胞GABA激活电流的调制作用

在急性分离的大鼠背根神经节（ｄｏｒｓａｌ ｒｏｏｔ ｇａｎｇｌｉｏｎ,ＤＲＧ）细胞上,应用全细胞膜片箝技术观察了预知催产素（ｏｘｙｔｏｃｉｎ,ＯＴ）对ＧＡＢＡ激活电流的调制作用。结果如下：（１）大多数细胞（４８／５２,９０．５％）对ＧＡＢＡ敏感。（２）ＯＴ可引起５１．３％（２０／３９）的受检细胞出现外向膜电流;４３．６％（１７／３９）无明显膜反应;５．１％（２／３９）出现内向膜电流。（３）预加ＯＴ