ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞H2O2的产生

以蚕豆叶片下麦皮为材料,将荧光探针ＨＰＴＳ导入蚕豆忆保卫细胞内,利用荧光光谱和激光共聚焦显微技术,检测了ＡＢＡ诱导蚕豆气孔关闭过程中Ｈ２Ｏ２的产生。结果表明,ＡＢＡ和１００μｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２Ｏ２可以迅速猝灭ＨＰＴＳ的荧光,ＣＡＴ几乎可完全阻止９μｌ０．２ｍｍｏｌ／Ｌ的ＡＢＡ引起荧光猝灭。因此,ＡＢＡ可以诱导气孔保卫细胞产生Ｈ２Ｏ２,其产生的强度和速度与ＡＢＡ的浓度直接有关,并且推测：这种Ｈ２Ｏ２产     

ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞H2O2的产生

以蚕豆叶片下表皮为材料,将荧光探针ＨＰＴＳ导入蚕豆气孔保卫细胞内,利用荧光光谱和激光共聚焦显微技术,检测了ＡＢＡ诱导蚕豆气孔关闭过程中Ｈ２Ｏ２的产生。结果表明,ＡＢＡ和１００μｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２Ｏ２可以迅速猝灭ＨＰＴＳ的荧光,ＣＡＴ几乎可完全阻止９μｌ０．２ｍｍｏｌ／Ｌ的ＡＢＡ引起荧光猝灭。因此,ＡＢＡ可以诱导气孔保卫细胞产生Ｈ２Ｏ２,其产生的强度和速度与ＡＢＡ的浓度直接有关,并且推测：这种Ｈ２Ｏ２产生可能是ＡＢＡ诱导气孔关闭过程中信号转导链的一个中间成分。     

共聚焦显微技术研究ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞H2O2的产生（简报）

The methods of confocal laser scanning microscopy (CLSM) and microinjection were used to study ABA-induced H2O2 in guard cells (Vicia faba), which were labeled with H2O2 specific probe-2, 7-dichlorofluorescin diacetate(H2DCFDA). The results indicated 100 U/mL catalase (CAT) could inhibit partly stomatal closure induced by ABA. 10(-3) mmol/L ABA could significantly induce H2O2 production in chloroplast in guard cells of Vicia faba following microinjection, and 100 U/mL CAT could partly abolish the effects following simultaneous microinjection of ABA and CAT. These suggest that H2O2 is possibly involved in ABA signaling leading to stomatal closure.     

蚕豆保卫细胞原生质体质膜ABA结合蛋白与气孔对ABA敏感性的关系

在测定蚕豆(Vicia faba L.)保卫细胞原生质体质膜ABA结合蛋白的解离常数(Kd)和最大结合容量的基础上,进一步研究了几种因子(pH、光)对Kd和最大结合容量的影响。结果显示:pH并不改变结合蛋白的Kd值,而仅影响每个原生质体结合的分子数;光、暗处理的结果表明,光可使结合蛋白的Kd值增大,每个原生质体结合的ABA分子数减少,而暗处理可使结合蛋白的Kd值减小及每个原生质体结合的分子数增多,说明黑暗可提高气孔保卫细胞对ABA的敏感性,而光可以降低气孔保卫细胞对ABA的敏感性。因此,光、暗可以通过调节ABA结合蛋白的Kd值来调节气孔对ABA的敏感性。     

蚕豆保卫细胞原生质体质膜ABA结合蛋白的理化特性

以蚕豆(Vicia faba L.)保卫细胞原生质体为材料,证明在其质膜外侧存在着对ABA高亲和力的结合蛋白。这种蛋白与ABA作用的最适pH为6.5;在25℃时.其特异结合比高于0℃时的特异结合比;在温育30min时即达到其最大结合。它与ABA作用的解离常数为2.0×10~(-8)mol/L,每个原生质体上大约有3.2×10~6个结合位点。该结合蛋白内部具有维持其功能所必须的二硫键,而且其功能的发挥要求介质中有一定浓度的Ca~(2 )的存在。     

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。     

保卫细胞的ABA信号转导

植物激素脱落酸（ABA）调节植物体多种生理过程,尤其在一些逆境条件下,植物体中ABA大量合成,诱导气孔关闭,从而有效地调控植物体内的水分平衡,尽管人们对ABA诱导气孔关闭作用已得到共识,但有关信号转导的细节还很不清楚,该文简要介绍了研究气孔保卫细胞信号转导途径的相关技术以及与ABA信号转导直接相关的ABA受体,第二信使,蛋白质磷酸化和离子通道调节等方面的最新研究进展,并在前人研究工作的基础上,勾画出气孔保卫细胞ABA,H2O2的信号转导模式图。     

蚕豆保卫细胞中ABA响应蛋白基因的转录

植物在不同的逆境条件下可以生成一类受脱落酸（ABA）诱导的蛋白质［脱落酸响应蛋白（ABAresPonsiveProtein，RABpr。tein）］（Bray1993）。RAB蛋白分布在不同的物种之中，许多［如Lea（Lateembryogen－。isabundant）蛋白（Dure1993）］形成于植物胚胎成熟失水过程中，但也有一些是植物受到不同逆境处理后在营养器官内所形成的「如脱水蛋白（Dehrdrin）］（Dure1993）。已发现的70余个RAB蛋白中，有30余个属于脱水蛋白。（Close等1993）RAB蛋白在植物体内的功能目前尚不了解（Bray1993）。由蛋白质的氨基酸组成分析表明，这些…     

保卫细胞的ABA信号转导

植物激素脱落酸(ABA)调节植物体多种生理过程,尤其在一些逆境条件下,植物体中ABA大量合成,诱导气孔关闭,从而有效地调控植物体内的水分平衡.尽管人们对ABA诱导气孔关闭作用已得到共识,但有关信号转导的细节还很不清楚.该文简要介绍了研究气孔保卫细胞信号转导途径的相关技术以及与ABA信号转导直接相关的ABA受体、第二信使、蛋白质磷酸化和离子通道调节等方面的最新妍究进展.并在前人研究工作的基础上,勾画出气孔保卫细胞ABA、H2O2的信号转导模式图.     

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p38 MAP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(mitogenactivated 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: p38 MAP激酶专一抑制剂SB202190处理没有导致蚕豆保卫细胞中H2O2和Ca2+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Ca2+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Ca2+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。     

共聚焦显微技术研究ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞H_2O_2的产生(简报)

逆境下,植物细胞内ABA含量急剧增加,同时植物也可通过一些酶代谢反应积累活性氧,如H_2O_2,O_2~-。ABA作为逆境信号对气孔运动的显著调节作用已被诸多实验所证实,但关于其对气孔运动调节的细节还知之甚少。H_2O_2作为氧化信号分子在植物抗病信号转导中已得到广泛研究,但H_2O_2是否介导保卫细胞的气孔运动还缺乏直接的证据。我们已初步发现H_2O_2可参与外源ABA诱     

H2S介导ABA诱导蚕豆气孔运动的生理机制研究

以蚕豆为实验材料,利用药理学实验和分光光度法,研究了ABA处理及ABA与H2S合成抑制剂共处理对蚕豆气孔运动的影响,以及体内H2S水平、H2S合成酶L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(磷酸吡哆盐依赖性酶)活性变化.结果表明:(1)光下H2S的合成抑制剂羧甲氧基胺半盐酸盐(AOA)、羟氨(NH2OH)、L-/D-半胱氨酸脱巯基酶分解产物C3H3KO3+NH3均明显抑制ABA诱导的蚕豆气孔关闭;(2)外源ABA能够明显提高叶片的H2S水平及L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性;(3)AOA、NH2OH、C3H3KO3和NH3均可以逆转ABA所引起的H2S水平及L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性的升高.研究发现,ABA可通过增强L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性,促进L-/D-半胱氨酸分解生成H2S,进而诱导蚕豆气孔关闭.     

NO体外供体硝普钠诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡机理研究

为分析NO在植物细胞死亡过程中的作用,以蚕豆表皮条和NO体外供体硝普钠(SNP)及NO信号途径抑制剂为材料,采用表皮条生物法,探讨SNP对蚕豆叶面保卫细胞的毒性机理.结果表明:(1)0.5～9 mmol· L-1的SNP可使蚕豆气孔保卫细胞活性降低,部分细胞死亡,且随着SNP浓度的增高细胞死亡率增高.(2)凋亡抑制剂Z-Asp-CH2-DCB或TLCK可显著降低SNP诱发的保卫细胞死亡率.(3)抗坏血酸(AsA)、过氧化氢酶(CAT)、Ca2+螯合剂EGTA或Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共同作用时,细胞死亡率显著降低.(4)NO清除剂c-PTIO、MAPK激酶抑制剂PD98059和鸟苷酸环化酶抑制荆ODQ亦能有效阻止SNP诱发的细胞死亡.研究发现,较高浓度的SNP可诱导蚕豆保卫细胞程序性死亡,SNP诱发植物细胞死亡与胁迫组保卫细胞内NO、ROS和Ca2+水平升高有关,cGMP和MAPK参与了SNP诱发的细胞死亡.     

H2O2和ABA对干旱高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs表达的影响

以玉米脱落酸(ABA)缺失突变体vp5及其野生型Vp5的叶片为材料,分别采用ABA、碘化钾(H2O2清除剂)、钨酸钠(ABA抑制剂)预先处理,对干旱+高温复合胁迫下玉米叶片小热休克蛋白(sHSPs)基因表达进行研究,以确定H2O2和ABA对干旱+高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs基因表达的影响。结果显示:(1)与对照和干旱相比,高温、干旱+高温复合胁迫显著诱导了sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.4、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26等6种sHSPs的表达。(2)H2O2清除剂KI和ABA抑制剂钨酸钠预处理,仅略微抑制高温、干旱+高温复合胁迫诱导的6种sHSPs表达。(3)与未用100μmol/L ABA预处理的vp5相比,100μmol/L ABA预处理仅略微提高了高温、干旱+高温复合胁迫诱导的6种sHSPs的表达水平。研究表明,在干旱+高温复合胁迫条件下H2O2和ABA参与了干旱+高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs表达,但并无显著影响,暗示了H2O2和ABA不是干旱+高温复合胁迫诱导sHSPs表达的重要调控因子。     

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。     

H2O2诱导Neuro-2a细胞死亡机理的研究

细胞内线粒体呼吸链过程中的电子漏和神经细胞代谢的酶类如单胺氧化酶(MAO)等可产生活性氧物质(ROS)如H2O2等.ROS对细胞有毒性作用,导致细胞死亡,在许多疾病特别是神经退行性疾病中具有重要作用.我们用H2O2诱导N-2a神经母细胞瘤细胞,利用光镜、荧光显微镜、透射电镜观察了诱导的N-2a细胞的死亡,结果表明其死亡形式不同于典型的细胞凋亡,而类似于Ⅱ型神经细胞编程性死亡,死亡细胞染色质呈团块状凝集,细胞核膜仍保持完整.DNA不降解形成ladder,且不需要caspase-3,1的活性,但是H2O2诱导的Neuro-2a细胞死亡可以被Bcl-XL抑制.我们的结果可以说明,ROS介导的细胞毒性作用是导致Ⅱ型神经细胞编程性死亡的一个原因.     

砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应

采用蚕豆(Vicia faba L.)叶面气孔保卫细胞,研究砷对细胞的毒性效应。结果表明,0.3—10 mg/L的NaAsO_2能降低保卫细胞活性,使部分细胞死亡,死亡率随砷浓度升高而增高。死细胞中呈现核固缩、核崩解等典型程序性死亡特征,且泛caspase抑制剂Z-Asp-CH_2-DCB能阻止NaAsO_2诱发的细胞死亡。过氧化氢清除剂过氧化氢酶与NaAsO_2共同作用时,细胞死亡率显著低于砷单独处理组,保卫细胞内Ca~(2+)水平降低,具程序性死亡特征的细胞数减少;Ca~(2+)特异性螯合剂EGTA亦能降低NaAsO_2诱发的细胞死亡。研究结果表明,NaAsO_2能诱发蚕豆保卫细胞程序性死亡,该过程由胁迫引发的ROS升高引起,ROS可能通过激活质膜Ca~(2+)通道,使胞外Ca~(2+)内流,造成胞内Ca~(2+)浓度升高,进而诱导细胞程序性死亡。     

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。