质膜NAD(P)H氧化酶参予金瓜炭疽(Colletotrichum lagerarium)细胞壁激发子诱导人参细胞产生激发反应(英文)

在人参(Panax ginseng C.A.Meyer)悬浮细胞质膜上测出了NAD(P)H氧化酶活性。这类NAD(P)H氧化酶活性可以被金瓜炭疽细胞壁激发子(Cle)诱导。Cle处理还能诱导人参悬浮细胞的氧进发、促进人参悬浮细胞的皂苷合成、提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活力、以及诱导查尔式酮酶(CHS)的累积和细胞壁上抗性相关蛋白基因脯氨酸富裕蛋白基因hrgp(Hydroxyprolin-rich glycoproleins)的表达。当用哺乳动物白细胞质膜NADPH氧化酶的特异性抑制剂二亚苯基碘(Diphenylene iodonium,DPI)与奎吖因(quinacrine)预处理人参悬浮细胞30 min 后,Cle诱导的H2O2释放与Cle激活的质膜NAD(P)H氧化酶活性被抑制,同时Cle诱导的PAL活性及CHS的积累下降,皂苷合成与hrgp的表达被抑制。由此推测:人参细胞质膜NAD(P)H氧化酶与哺乳动物白细胞质膜NADPH氧化酶有很大的相似性。在Cle激发人参悬浮细胞产生氧进发的过程中,NAD(P)H氧化酶活性被诱导从而导致H2O2的产生,H2O2作为第二信使,激活苯丙氨酸途径,诱发人参皂苷的合成及hrgp防御基因的表达。这一过程中还涉及到Ca2+内流,胞内Ca2+浓度的升高,蛋白磷酸化与去磷酸化。人参细胞质膜NAD(P)H氧化酶在人参细胞对Cle的反应过程中起一种介导作用。因此可能存在由Cle刺激,NAD(P)H氧化酶被诱导,H2O2释放,到人     

质膜NAD(P)H氧化酶参予金瓜炭疽(Colletotrichum lagerarium) 细胞壁激发子诱导人参细胞产生激发反应

在人参(Panax ginseng C.A.Meyer)悬浮细胞质膜上测出了NAD(P)H氧化酶活性.这类NAD(P)H氧化酶活性可以被金瓜炭疽细胞壁激发子(Cle)诱导.Cle处理还能诱导人参悬浮细胞的氧进发、促进人参悬浮细胞的皂苷合成、提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活力、以及诱导查尔式酮酶(CHS)的累积和细胞壁上抗性相关蛋白基因脯氨酸富裕蛋白基因hrgp(Hydroxyprolin-rich glycoproteins)的表达.当用哺乳动物白细胞质膜NADPH氧化酶的特异性抑制剂二亚苯基碘(Diphenylene iodonium,DPI)与奎吖因(quinacrine)预处理人参悬浮细胞30min后,Cle诱导的H2O2释放与Cle激活的质膜NAD(P)H氧化酶活性被抑制,同时Cle诱导的PAL活性及CHS的积累下降,皂苷合成与hrgp的表达被抑制.由此推测:人参细胞质膜NAD(P)H氧化酶与哺乳动物白细胞质膜NADPH氧化酶有很大的相似性.在Cle激发人参悬浮细胞产生氧进发的过程中,NAD(P)H氧化酶活性被诱导从而导致H2O2的产生,H2O2作为第二信使,激活苯丙氨酸途径,诱发人参皂苷的合成及hrgp防御基因的表达.这一过程中还涉及到Ca2+内流,胞内Ca2+浓度的升高,蛋白磷酸化与去磷酸化.人参细胞质膜NAD(P)H氧化酶在人参细胞对Cle的反应过程中起一种介导作用.因此可能存在由Cle刺激,NAD(P)H氧化酶被诱导,H2O2释放,到人参细胞产生激发反应这样一个由外及内的级联反应.     

质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生介导内源激发子诱导人参悬浮细胞中PAL活性的提高与人参皂甙的积累

利用纤维素酶降解人参(Panax ginseng C．A．Meyer)悬浮细胞的细胞壁制备了内源激发子(CDW)。CDW体外诱导了游离人参细胞质膜NADPH氧化酶的活性,激发了活体人参悬浮细胞产生H2O2。CDW还可以诱导提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,促进人参鲨烯环氧酶基因(sqe)的转录与人参皂甙的积累。NADPH氧化酶的抑制剂不仅可以抑制CDW体外诱导的质膜NADPH活性而且还可以抑制CDW诱导人参细胞产生H2O2。进而,这些抑制剂还可以抑制CDW诱导PAL活性的提高,以及sqe的转录与人参皂甙的合成。过氧化氢酶与H2O2的粹灭剂也可以抑制CDW激发产生的这些诱导效应。上述结果表明CDW激发质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生在介导CDW诱导人参细胞抗性反应中,包括PAL活性的提高与人参皂甙的积累,起了重要的信号转导作用。     

质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生介导内源激发子诱导人参悬浮细胞中PAL活性的提高与人参皂甙的积累

利用纤维素酶降解人参(Panax ginseng C.A.Meyer)悬浮细胞的细胞壁制备了内源激发子(CDW).CDW体外诱导了游离人参细胞质膜NADPH氧化酶的活性,激发了活体人参悬浮细胞产生H2O2.CDW还可以诱导提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,促进人参鲨烯环氧酶基因(sqe)的转录与人参皂甙的积累.NADPH氧化酶的抑制剂不仅可以抑制CDW体外诱导的质膜NADPH活性而且还可以抑制CDW诱导人参细胞产生H2O2.进而,这些抑制剂还可以抑制CDW诱导PAL活性的提高,以及sqe的转录与人参皂甙的合成.过氧化氢酶与H2O2的粹灭剂也可以抑制CDW激发产生的这些诱导效应.上述结果表明CDW激发质膜NADPH氧化酶的活化与H2O2的产生在介导CDW诱导人参细胞抗性反应中,包括PAL活性的提高与人参皂甙的积累,起了重要的信号转导作用.     

脱乙酰壳多糖处理增加人参细胞皂苷的累积和皂苷合成关键酶基因的转录

脱乙酰壳多糖处理可以诱导人参细胞产生H2 O2 ,增加人参皂苷的累积 ,提高鲨烯合酶 (squalenesynthase,GSS)与鲨烯环氧酶 (squaleneepoxidase,GSE)基因的转录水平。质膜NADPH氧化酶的抑制剂DPI,H2 O2 的淬灭剂DMTU与DHC可以抑制脱乙酰壳多糖的这些效应 ,暗示脱乙酰壳多糖可以活化质膜NADPH氧化酶而产生H2 O2 ,H2 O2 进而作为第二信使诱导gss与gse基因转录以及皂苷的合成。质膜钙通道抑制剂LaCl3与内质网钙通道抑制剂RR ,以及蛋白激酶抑制剂K2 5 2a都能削弱脱乙酰壳多糖促进皂苷积累和gss、gse转录的效应 ,说明胞内Ca2 浓度的升高与蛋白质磷酸化都参与了脱乙酰壳多糖诱导的gss、gse的转录以及皂苷的合成     

丝裂原活化蛋白激酶介导脱乙酰几丁质诱导的人参细胞氧迸发与皂苷合成

脱乙酰几丁质(chitosan, CHN)可以特异性诱导人参细胞42与39 kD蛋白激酶活性, 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)途径的抑制剂PD98059可以抑制CHN的这种诱导. 利用MAPK抗体进行免疫沉淀试验与体外激酶分析也表明CHN诱导的42 kD与39 kD蛋白为一类MAPK. PD98059还可以抑制CHN诱导的鲨烯合成酶与鲨烯环氧酶基因(gss与gse)的转录、β-香树素合成酶(β-amyrin synthase, β-AS)的累积与人参皂苷的合成. 这些结果表明, CHN诱导的MAPK对于促进人参皂苷的合成是必需的. EGTA与LaCl3可以抑制CHN诱导的42与39 kD MAPK活性, 钌红(ruthenium red, RR)可以抑制CHN诱导的39 kD MAPK活性, 而且它们又都能抑制人参皂苷的合成, 说明胞内钙离子浓度的升高对于诱导MAPK活性与人参皂苷的合成是必需的. PD98059可以抑制CHN诱导的氧迸发(包括质膜NADPH氧化酶活性与H₂O₂的产生), 但是二碘基苯(diphenylene iodonium, DPI)、二甲基硫脲(dimethylthiourea, DMTU)与2, 5-二羟基肉桂酸甲酯(2, 5-dihydroxycinnamic acid methyl ester, DHC)却不能抑制CHN诱导的MAPK活 性, 表明CHN诱导的MAPK活性可能作用于人参细胞氧迸发的上游.     

水分胁迫诱导玉米叶片质外体产生H2O2机理

通过组织化学染色、电镜观察、酶活性分析对水分胁迫诱导玉米叶片质外体产生H2O2进行了研究。结果表明:水分胁迫能够诱导玉米叶片内源ABA的积累,ABA参与了水分胁迫诱导的玉米叶片H2O2的产生,质膜NADPH氧化酶、细胞壁过氧化物酶(POD)以及质外体多胺氧化酶(PAO)是水分胁迫诱导玉米细胞在质外体产生H2O2的来源,其中质膜NADPH氧化酶是主要来源;内源ABA的积累参与了水分胁迫激活的质膜NADPH氧化酶、细胞壁POD和质外体PAO活性的提高。研究认为,水分胁迫诱导玉米细胞在质外体产生H2O2可能是由于水分胁迫下内源ABA的积累通过激活质膜NADPH氧化酶、细胞壁POD以及质外体PAO的活性而实现的。     

细胞外ATP通过刺激NADPH氧化酶缓解水杨酸诱导的细胞死亡

水杨酸（SA）是植物重要的信号分子,低浓度的SA能够诱导植物的抗病反应,而高浓度的SA导致植物细胞死亡。本文采用500μmol·L-1的SA处理烟草悬浮细胞BY-2,研究了细胞外ATP在SA诱导的细胞死亡中的作用及可能的机制。结果显示,外源ATP可缓解SA诱导的细胞死亡水平的上升。另外,SA导致NADPH氧化酶活性下降,而外源ATP则刺激其活性上升。外源ATP能缓解SA对NADPH氧化酶活性的抑制,且这种缓解作用可被NADPH氧化酶的抑制剂——二亚苯基碘（DPI）所消除。DPI还可部分消除外源ATP对SA所诱导的细胞死亡的缓解作用。上述结果表明,胞外ATP通过刺激NADPH氧化酶活性缓解SA诱导的细胞死亡。     

ABA诱导玉米叶质外体H2O2积累的机制

通过组织化学染色和电镜观察并结合酶活性分析表明,ABA可通过诱导玉米（Zea mays L、）叶片质膜NADPH氧化酶、细胞壁POD及质外体PAO活性的升高,使其质外体产生H2O2;其中质膜NADPH氧化酶起主要作用。     

毛竹"韧皮部结"发育过程中Ca2+-ATP酶的超微定位

用电镜和细胞化学技术对毛竹[Phyllostachys edulis（Carr.）H.De Lehaie]节部“韧皮部结”发育过程中Ca^2＋-ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.结果显示：在“韧皮部结”形成期,仅细胞质膜和细胞核上具有很高的Ca^2＋-ATP酶活性;随着“韧皮部结”的发育,发育期细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较形成期有所降低,而细胞核上仍保持较高的Ca^2＋-ATP酶活性,胞间连丝、运输小泡膜上都具有Ca^2＋-ATP酶活性;发育后期,液泡膜及内质网上也开始出现Ca^2＋-ATP酶沉积物;成熟期的“韧皮部结”细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较发育期有所升高,并且在“韧皮部结”成熟的过程中,细胞核、内质网、胞间连丝、质体膜和细胞质降解物上始终都有较高的Ca^2＋-ATP酶活性.实验结果表明“韧皮部结”细胞具有活跃的生理代谢以及频繁的共质体运输和信息交流.     

UV-B对拟南芥叶片不同来源H2O2的活化和气孔关闭的诱导

在UV-B调控植物许多生理过程中过氧化氢(H2O2)作为第二信使发挥着重要作用,但H2O2来源途径并不清楚。该研究借助气孔开度分析和激光扫描共聚焦显微镜技术,探讨H2O2在介导不同剂量UV-B诱导拟南芥叶片气孔关闭过程中的酶学来源途径。结果发现:0.5W.m-2 UV-B能诱导野生型拟南芥叶片保卫细胞的H2O2产生和气孔关闭,且该效应能被NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘(DPI)抑制,而不能被细胞壁过氧化物酶抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)抑制,同时该剂量UV-B也不能诱导NADPH氧化酶功能缺失单突变体AtrbohD和AtrbohF以及双突变体AtrbohD/F保卫细胞的H2O2产生和气孔关闭;相反,0.65 W.m-2 UV-B既能诱导野生型也能诱导NADPH氧化酶突变体保卫细胞的H2O2产生和气孔关闭,且该效应能被SHAM抑制,却不能被DPI抑制。结果表明,不同剂量UV-B通过活化不同生成途径的H2O2来诱导拟南芥叶片气孔关闭,即低剂量UV-B主要诱导NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF途径来源的H2O2生成,而高剂量UV-B主要活化细胞壁过氧化酶途径来源的H2O2。     

水杨酸诱发的丹参悬浮培养细胞内H2O2迸发与其培养基碱化的关系

水杨酸(salicylic acid,SA)处理可诱导丹参悬浮培养细胞内H2O2产生及其培养基碱化。利用NADPH氧化酶抑制剂咪唑(imidazole,IMD)、H2O2淬灭剂二甲基硫脲(dimethylthiourea,DMTU)、质膜H+-ATPase抑制剂钒酸钠(Na3VO4)及激活剂壳梭孢菌素(fusicoccin,FC)处理丹参悬浮培养细胞,探讨SA诱导的H2O2迸发与培养基碱化之间的关系。结果表明,H2O2可促发培养基碱化,IMD和DMTU抑制SA诱发的培养基碱化,说明H2O2参与SA诱发的培养基碱化过程;SA抑制质膜H+-ATPase活性,Na3VO4引发培养基碱化并使H2O2迸发时间提前,FC处理逆转了SA诱导的培养基碱化及H2O2迸发,说明质膜H+-ATPase调控培养基pH值变化,培养基碱化促进了H2O2产生。因此,丹参悬浮培养细胞内H2O2水平与其培养基碱化程度之间相互关联、共同作用,协同响应SA的诱导。     

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。     

Cd~（2＋）胁迫诱导烟草悬浮细胞脯氨酸积累的生化途径及外源脯氨酸对Cd~（2＋）胁迫下H_2O_2产生的抑制作用

Cd~（2＋）可提高烟草悬浮细胞脯氨酸的含量,顺序上调脯氨酸合成关键酶鸟氨酸转氨酶（OAT）、精氨酸酶、△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性,降低脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶（ProDH）的活性,表明Cd~（2＋）胁迫诱导烟草细胞脯氨酸的积累是脯氨酸合成的鸟氨酸途径和谷氨酸途径顺序激活、而脯氨酸降解途径显著抑制的综合结果。此外,Cd~（2＋）能导致烟草细胞H_2O_2的快速产生及H_2O_2产生相关酶（质膜NADPH氧化酶、细胞壁多胺氧化酶及共价结合与离子结合细胞壁过氧化物酶）活性升高和脂质过氧化产物丙二醛（MDA）增加,导致烟草细胞的氧化胁迫。外源脯氨酸预处理显著抑制了Cd~（2＋）诱导的烟草细胞H_2O_2的产生与MDA的增加,减轻了Cd~（2＋）诱导的氧化胁迫。而脯氨酸抑制Cd~（2＋）诱导的H_2O_2产生可能是由于脯氨酸抑制了H_2O_2产生相关酶的活性所致。     

一氧化氮和过氧化氢在内生真菌小克银汉霉属AL4诱导子促进茅苍术细胞挥发油积累中的作用

一株属于小克银汉霉属(Cunninghamellasp.)的内生真菌(编号为AL4)制成的粗诱导子可以诱发茅苍术悬浮细胞产生多种防卫反应,包括一氧化氮(NO)、过氧化氢(H2O2)迸发和挥发油合成加强。NO专一性淬灭剂cPTIO和H2O2淬灭剂过氧化氢酶(CAT)则不仅可以分别抑制AL4粗诱导子引起的茅苍术细胞的NO和H2O2迸发,还都能部分阻断AL4粗诱导子促进茅苍术细胞挥发油合成。添加NO供体硝普钠(SNP)和H2O2都可引起茅苍术细胞中挥发油积累增加,但二者效果不同。因此暗示着NO和H2O2都是介导内生真菌AL4粗诱导子促进茅苍术悬浮细胞挥发油合成的信号分子。同时添加NO的淬灭剂cPTIO和H2O2的淬灭剂CAT并不能完全抑制AL4粗诱导子引起的茅苍术细胞挥发油积累增加,这表明内生真菌AL4粗诱导子还可以通过其他方式促进茅苍术悬浮细胞挥发油合成。     

过量表达番茄类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（StAPX）提高了烟草种苗的抗氧化能力

为了探讨叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶（tAPX）与其抗氧化性的关系,从番茄叶片中分离了叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（StA跚并转入到烟草中。以野生型（WT）、转正义StAPX烟草株系T3-3和T3-6为试材,测定了外源过氧化氢诱导的氧化胁迫条件下APX酶活性、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化氢（H2O2）含量、叶绿素荧光参数及叶绿素含量等。Northern杂交显示StAPX因的表达受外源H2O2氧化胁迫的诱导。氧化胁迫下转基因烟草的APX酶活性和清除H2O2的能力都显著高于野生型,并且转基因烟草比野生型具有更高的PSII最大光化学效率及叶绿素含量。结果表明,．刚尸舶勺过量表达有助于提高外源H2O2诱导的转基因烟草的抗氧化能力。     

PLDα1介导ABA调控的拟南芥主根伸长并参与根毛生长

探讨了磷脂酶Dα1（PLDα1）在ABA抑制拟南芥主根伸长过程中的作用。PLOα1基因突变体pldα1主根伸长受ABA抑制小于野生型（WT）;根系PLDα1活性在ABA处理下升高;拟南芥根细胞原生质体中活性氧（ROS）含量在ABA处理下升高,但是pldα1升高小于WT;根系NADPH氧化酶活性在ABA处理下升高,pldα1升高小于WT,外源加入10μmol/L^-1 PA（磷脂酸,PLD水解产物）后,前者活性显著升高;外源加入H2O2可诱导WT和pldα1主根伸长都受到抑制,且二者差异不明显。结果表明,PLDα1产生的PA通过激活NADPH氧化酶产生ROS介导ABA调控的拟南芥主根伸长过程。此外,初步探讨了PLDα1在拟南芥根毛尖端生长中的作用：pldα1突变体根毛长度小于WT,根毛尖端ROS和Ca^2＋浓度低于WT。     

H2O2参与水杨酸诱导丹参培养细胞中丹酚酸B合成的信号转导

过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)为活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的一种,存在于许多生物体系中并介导植物中多种生理和生化过程。为了探讨H2O2作为信号分子在水杨酸(Salicylic acid,SA)诱导丹参培养细胞合成丹酚酸B(Salvianolic acid B,Sal B)过程中的作用,分别考察了SA和H2O2、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、二甲基硫脲(2-(4-carboxy-2-phenyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide,DMTU)及咪唑(Imidazole,IMD)对苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和酪氨酸氨基转移酶(Tyrosine aminotransferase,TAT)的活性及Sal B含量的影响。结果表明,SA处理可有效地诱导丹参培养细胞中H2O2产生、PAL和TAT活性升高以及Sal B合成积累量的增加;外源施加10～30 mmol/L H2O2也可以有效促进PAL、TAT活性升高和Sal B合成积累量的增加;用H2O2的清除剂CAT处理发现,CAT对SA或外源H2O2诱导的Sal B合成积累具有消除作用,说明H2O2可能作为SA诱导Sal B积累过程中的上游信号分子起作用;用H2O2淬灭剂DMTU处理,可以有效抑制SA对Sal B合成的促进作用;用质膜烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide vadenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶(H2O2来源的主要酶)抑制剂IMD处理,可以抑制Sal B的合成,但这种抑制效果可以部分被外源施加的SA削弱,说明通过HADPH氧化酶产生的H2O2受阻时,SA诱导的Sal B合成积累也会受到抑制。表明H2O2是介导SA诱导丹参培养细胞中Sal B合成积累的信号分子。     

Palmin诱导烟草氧化猝发的机制

为探讨植物对病原微生物的防御机制和激发子启动植物体内的信号转导应答过程 ,本文研究了Phytoph thorapalmi激发子palmin诱导其非寄主亲和性烟草的叶片和悬浮细胞系产生氧化猝发的分子机理。利用生化分析和激光共聚焦显微扫描技术动态观察palmin诱导烟草过敏反应中O·- 2 和H2 O2 的形成、胞间转移及引起细胞死亡的特性。结果表明 :palmin诱导激活了烟草细胞内NADPH氧化酶 ,产生大量的O·- 2 ;O·- 2 在SOD催化下迅速转变成H2 O2 ,并且H2 O2 在一定范围的细胞间转移和积累 ,最后诱发烟草细胞的过敏性坏死反应。palmin诱导氧化猝发过程还有Ca2 和蛋白激酶的参与。     

Palmin诱导烟草氧化猝发的机制

为探讨植物对病原微生物的防御机制和激发子启动植物体内的信号转导应答过程,本文研究了Phytophthora palmi激发子palmin诱导其非寄主亲和性烟草的叶片和悬浮细胞系产生氧化猝发的分子机理.利用生化分析和激光共聚焦显微扫描技术动态观察palmin诱导烟草过敏反应中O*-2和H2O2的形成、胞间转移及引起细胞死亡的特性.结果表明:palmin诱导激活了烟草细胞内NADPH氧化酶,产生大量的O*-2;O*-2在SOD催化下迅速转变成H2O2,并且H2O2在一定范围的细胞间转移和积累,最后诱发烟草细胞的过敏性坏死反应.palmin诱导氧化猝发过程还有Ca2+和蛋白激酶的参与.