茉莉酸甲酯诱导保卫细胞气孔关闭的信号转导机制

气孔是由植物器官表面成对的保卫细胞围成的小孔,气孔运动控制气体交换,与植物逆境应答和生长发育等生物学过程密切相关,受多种因子调控,茉莉酸甲酯(MeJA)是其中之一。与ABA类似,MeJA也可诱导气孔关闭,但是其机理尚不清楚。该文综述了近年来MeJA调控气孔运动的信号转导机制进展,包括Ca2+、胞质pH、活性氧和NO等第二信使对气孔开闭的影响以及COI1、JAR1、RCN1和TGG1/2等信号组分之间的调控关系,并讨论了保卫细胞中MeJA与ABA信号途径的相互作用。     

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     

外源茉莉酸和茉莉酸甲酯诱导植物抗虫作用及其机理

综述了茉莉酸(jasmonic acid, JA)和茉莉酸甲酯(methyl jasmo nate, MJA)的分子结构和应用其诱导的植物抗虫作用及其机制。植物受外源茉莉酸或茉莉酸甲酯刺激后,一条反应途径是由硬脂酸途径激活防御基因,另一条途径是直接激活防御基因。防御基因激活后导致代谢途径重新配置,并可能诱导植物产生下列4种效应：（1）直接防御,即植物产生对害虫有毒的物质、抗营养和抗消化的酶类,或具驱避性和妨碍行为作用的化合物;（2）间接防御,即产生吸引天敌的挥发物;（3）不防御,即无防御反应;（4）负防御,即产生吸引害虫的挥发物。     

茉莉酸及其甲酯在植物诱导抗病性中的作用

茉莉酸类物质被认为是植物抗病防卫反应的内源及中间信号分子。本文介绍了茉莉酸及其甲酯在植物抗病性中的作用,从它们在体内激活的代谢途径及相关基因表达探讨有关作用机制以及有可能在农业上应用的前景。     

拟南芥IQM1涉及主根生长对茉莉酸甲酯的反应

目的:进一步找出拟南芥钙调素结合蛋白IQM1介导茉莉酸信号转导的证据。方法:比较分析IQM1基因的功能缺失突变体iqm1-1及其野生型幼苗在茉莉酸甲酯(Me JA)处理后的主根长度和JAZ(jasmonate ZIM-domain)家族基因的表达。结果:Me JA抑制iqm1-1及其野生型植株的主根生长,但iqm1-1对Me JA反应的敏感度比野生型弱;与此结果一致,iqm1-1幼苗中几个JAZ基因表达上调。结论:IQM1介导茉莉酸信号转导,参与对植物根生长的调节。     

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。     

茉莉酸甲酯与真菌诱导物、水杨酸组合对红豆杉细胞中紫杉醇含量的影响

比较了茉莉酸甲酯与真菌诱导物、水杨酸组合对红豆杉细胞几个抗病相关指标（POD、CAT活力、H2O2含量）及紫杉醇含量的影响,3种信号分子的组合对POD、CAT、H2O2及紫杉醇含量的影响是不一致的,MJ单独添加,MJ与SA联合作用以及MJ与F5联合作用都可使POD活力增加,且12h后H2O2含量均升高,约在48h达到高峰,为对照的2倍左右,但72h后,MJ单独添加和MJ与SA联合作用组中H2O2含量变化不大,F5与MJ联合作用则使H2O2含量持续比对照高。MJ单独添加使CAT酶活在144h后才较对照低,F5、SA的加入都可使CAT酶活下降,SA的作用更显著。说明三者的诱导途径并不完全一样,以SA和MJ联合添加对紫杉醇合成的促进作用最大,含量达到细胞干重的0．04％。     

茉莉酸甲酯与二氢茉莉酮酸甲酯对悬浮培养的甘草细胞生长和黄酮积累的影响

建立了稳定的甘草细胞悬浮培养体系,在一个培养周期内,细胞的生长曲线呈"S"型,培养21 d的干重、鲜重和黄酮产量都达到最高值.甘草细胞悬浮培养体系中分別添加100 μmol·L-1 二氢茉莉酮酸甲酯和茉莉酸甲酯时,虽然对细胞生长有一定程度的抑制,但细胞中甘草黄酮产量仍有提高.添加二氢茉莉酮酸甲酯和茉莉酸甲酯的最适时间分别为细胞培养后的第5天和第10天.     

茉莉酸甲酯:一种重要的植物信号转导分子

作为一种信号转导分子,茉莉酸甲酯在植物生长发育、代谢调节、抗病、耐逆、防御相关基因的诱导表达等方面均起着重要的作用。由于茉莉酸甲酯所具有的上述多效性,其作用与机制受到人们的广泛关注。本文简要介绍了植物中茉莉酸甲酯信号转导作用的相关研究进展。     

茉莉酸甲酯诱导下红豆杉细胞产生紫杉烷类物质群代谢轮廓分析

红豆杉细胞培养物经甲醇提取和固相萃取粗分离,进行反相高效液相色谱分析,获得了约含13个与紫杉醇极性相关的化合物色谱图,通过质谱联用和对照品参照,归属了这些化合物组成。进一步利用茉莉酸甲酯（MJ）诱导细胞,比较这些组分在诱导前后的相对色谱峰面积变化,结果表明,所有紫杉烷组分的浓度在诱导后都提高,其中以taxchinin M及其结构类似物提高最显著,紫杉醇,B-Ⅲ和B-Ⅵ等比C14位取代的taxuyunnanine C及其衍生物的浓度增加幅度要大,提示MJ对紫杉醇合成中非有效乙酰化旁路代谢有促进作用,而对C14位取代物生成的旁路促进作用不明显。本文为紫杉醇的生物合成研究提供了新的思路和方法。     

拟南芥H_2O_2突变体的筛选及特性分析

通过化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)获得突变体筛选群体.在5 mmol/L H2O2胁迫下,以叶片温度差异为筛选指标,利用远红外成像技术进行突变体的筛选,获得了对H2O2不敏感突变体hpi1(hydrogen peroxide-insensitive1)和敏感突变体hps1(hydrogen peroxide-sensitive1).进一步研究发现,两种突变均为单基因隐性突变,气孔密度同野生型一样,而叶片温度、气孔开度和叶片失水率则有明显的差异.种子萌发实验表明,hpi1对甘露醇(Man)和NaCl不敏感而对ABA敏感,hps1则对3种胁迫都表现出敏感特性.     

SB202190调节蚕豆保卫细胞中SA诱导H2O2产生

运用激光共聚焦扫描技术,在p38MAP激酶专一抑制剂SB202190处理下,探索植物促分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAP激酶）介导蚕豆（Vicia faba）保卫细胞中H2O2为代表的活性氧（reactive oxygen species,ROS）信号机制,发现：p38MAP激酶专一抑制剂SB202190处理没有导致蚕豆保卫细胞中H2O2和Ca^2＋探针荧光强度增强,与水杨酸（salicylic acid,SA）或脱落酸（abscisic acid,ABA）迅速加强2种探针荧光强度形成鲜明对比;而该抑制剂分别与SA和ABA共同处理,前者H2O2探针荧光强度没有增加,而后者荧光强度仍然能够增加;而进一步使用Ca^2＋螯合剂BAPTA和SB202190＋SA共同处理,H2O2探针荧光强度没有增加。这些结果初步表明：无论胞质Ca^2＋浓度高低,SB202190调节蚕豆保卫细胞中SA诱导H2O2产生,但是不调节植物逆境信使分子ABA此类的反应。因此推测,植物细胞中可能有类似动物和酵母细胞中的p38MAP激酶类,并可能专一调节植物保卫细胞中H2O2信号通路。据我们所知,这是首次报道SB202190和SA共同调节植物保卫细胞中ROS信号过程。     

植物细胞活性氧种类、代谢及其信号转导

越来越明显的证据表明,植物体十分活跃的产生着活性氧并将之作为信号分子、进而控制着诸如细胞程序性死亡、非生物胁迫响应、病原体防御和系统信号等生命过程,而不仅是传统意义上的活性氧是有氧代谢的附产物。日益增多的证据显示,由脱落酸、水杨酸、茉莉酸与乙烯以及活性氧所调节的激素信号途径,在生物和非生物胁迫信号的“交谈”中起重要作用。活性氧最初被认为是动物吞噬细胞在宿主防御反应时所释放的附产物,现在的研究清楚的表明,活性氧在动物和植物细胞信号途径中均起作用。活性氧可以诱导细胞程序性死亡或坏死、可以诱导或抑制许多基因的表达,也可以激活上述级联信号。近来生物化学与遗传学研究证实过氧化氢是介导植物生物胁迫与非生物胁迫的信号分子,过氧化氢的合成与作用似乎与一氧化氮有关系。过氧化氢所调节的下游信号包括钙“动员”、蛋白磷酸化和基因表达等。     

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。     

ERK1／2信号通路对黄芪苷Ⅳ抗H2O2诱导H9c2细胞氧化损伤的作用

目的：研究黄芪苷Ⅳ（AST）是否通过细胞外信号调节激酶1／2（ERK1／2）通路发挥对H2O2诱导的H9c2细胞氧化损伤的保护作用。方法：用200μmoL／L的H2O2处理细胞6h,采用MTT法检测细胞存活率,建立H2O2诱导的H9c2细胞氧化损伤模型;比色法测定细胞培养液中乳酸脱氢酶（LDH）活性、总超氧化物歧化酶（T—SOD）和锰超氧化物歧化酶（Mn—SOD）活力以及丙二醛（MDA）含量;Western blot检测H9c2细胞ERK1／2蛋白的磷酸化水平。结果：在H2O2浓度为200μmol／L作用6h条件下,细胞存活率降低程度适中,实验结果重复性好,确定后续实验采用200μmol／L H2O2作用6h建立模型。与H2O2组比较,10mg／L及20mg／L AST均显著提高细胞存活率（P〈0．01）,使细胞培养液中LDH活性显著降低（P〈0．01）,T—SOD及Mn—SOD活力显著提高（P〈0．01）,MDA含量显著降低（P〈0．01）。10mg/L及20mg/L AST均显著增加H2O2损伤的H9c2细胞p—ERK1／2蛋白的表达（P〈0．01）,当用PD98059（ERK1／2的抑制剂）预处理后,AST的作用则被取消。结论：黄芪苷Ⅳ可以通过ERK1／2通路发挥对H2O2诱导的H9c2细胞氧化损伤的保护作用。     

植物细胞的氧化猝发和H2O2的信号转导

概述了植物细胞氧化猝发的特性、产生机理、生理作用以及Ｈ２Ｏ２信号转导途径及其对基因表达的调控等的研究进展。     

拟南芥神经酰胺酶基因对氧化胁迫的响应

以拟南芥哥伦比亚生态型（Col）和神经酰胺酶突变体为实验材料,通过对突变体的一系列生理生化指标的测定,来研究拟南芥神经酰胺酶基因（AtCER）对H2O2的响应。利用PCR和Northern blot获得了9个AtCER纯合单突变体。不同浓度H2O2处理野生型和突变体后,发现突变体对H2O2的反应比野生型更加敏感。H2O2处理后突变体叶片出现比野生型更严重的黄化现象和坏死斑点,总叶绿素含量也比野生型下降的更快,电导率测定也发现突变体比野生型的电导率增加得更多。抗氧化酶活性的分析结果发现H2O2处理后,突变体的抗氧化酶活性比野生型提高了1．5～3倍。上述研究结果说明AtCER参与了H2O2诱导的氧化胁迫反应。     

植物保卫细胞离子通道在气孔运动中的作用

介绍保卫细胞质膜和液泡膜上的离子通道活性变化及其在气孔运动中的作用,同时对各种刺激引发气孔运动过程中的信使Ca2 、H2O2和pH等对离子通道的调节作用作了概述.     

过氧化氢预处理对H9c2心肌细胞氧化应激损伤的保护作用

目的：活性氧介导的氧化损伤是缺血再灌注损伤的重要机制,本研究通过观察H2O2预处理对氧化损伤的H9c2心肌细胞存活率和细胞凋亡的影响,探讨其保护H9c2心肌细胞的作用机制。方法：体外培养H9c2心肌细胞,取对数生长期细胞用于实验研究。建立H2O2预处理抵抗高浓度H：O：诱导的细胞氧化损伤模型,实验分组如下：（1）正常对照组（CTL）;（2）损伤组（INJURY）;（3）预处理组十损伤组（PC）。应用CCK8法检测细胞存活率;试剂盒检测胞内MDA水平和T．sOD活性;Hoechst33258染色观察凋亡形态;Annexin-V／PI双染与流式细胞术检测细胞凋亡率。结果：25vLmol／L的H202预处理90rain能明显地保护H9c2心肌细胞抵抗400μmol／LH2O2诱导的氧化损伤,提高细胞存活率,下调MDA水平,上调SOD活性,抑制细胞凋亡,降低细胞凋亡率。结论：低浓度H2O2预处理能减轻H9c2心肌细胞的氧化损伤,抑制氧化损伤诱导的心肌细胞凋亡,具有很好的抗氧化损伤和抗心肌细胞凋亡的保护作用,其作用机制可能与细胞SOD活性上调有关。H2O2预处理为临床治疗心肌缺血／再灌注损伤提供了一项新策略。     

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。