EGTA和La3+对几种逆境诱导辣椒样半萜环化酶基因表达的影响

用钙离子螯合剂EGTA及细胞膜钙离子通道拮抗剂La³⁺预处理辣椒叶片,以破坏辣椒叶片中的钙信使系统,再用紫外线、CuCl₂、HgCl₂处理辣椒叶片,研究表明EGTA和La³⁺预处理未能降低CuCl₂、HgCl₂、UV诱导辣椒倍半萜环化酶活化的作用,EGTA预处理反而对CuCl₂、HgCl₂、UV的诱导辣椒倍半萜环化酶活性作用有一定的促进效应.单独用EGTA处理也能诱导离体辣椒叶片表现出倍半萜环化酶活性.Northen Blot分析结果表明,EGTA能诱导辣椒倍半萜环化酶基因转录.研究表明,在辣椒倍半萜环化酶基因表达过程中,还存在钙信使系统以外的信号传递途径;非生物诱发因子对倍半萜环化酶基因表达诱导作用与生物Elicitor的诱导作用在信号传递上有差异.     

Cu2+作用下辣椒膜脂过氧化及倍半萜环化酶基因转录

分析了在CuCl2作用下辣椒叶片倍半萜环化酶活性,倍半萜环化酶mRNA表达,细胞GSH和GSSG代谢及膜脂过氧化,结果表明,Cu^2 能诱导辣椒叶片表达倍半萜环化酶活性,酶活性的表达与相应的基因转录有关,辣椒叶片在CuCl2作用下合成了含－SH的螯合肽,相应地GSH含量下降,GSSG的含量有所上升,细胞膜过氧化作用加剧,推测细胞膜脂过氧化产物或GSH氧化产物可能参与了CuCl2诱导辣椒倍半萜环化酶基因表达的信号传递作用。     

Cu~(2 )作用下辣椒膜脂过氧化及倍半萜环化酶基因转录

分析了在ＣｕＣｌ２作用下辣椒叶片倍半萜环化酶活性、倍半萜环化酶ｍＲＮＡ表达、细胞ＧＳ Ｈ和ＧＳＳＧ代谢及膜脂过氧化。结果表明,Ｃｕ２＋能诱导辣椒叶片表达倍半萜环化酶活性,酶活性的表达与相应的基因转录有关。辣椒叶片在ＣｕＣｌ２作用下合成了含－ＳＨ的螯合肽,相应地ＧＳＨ含量下降,ＧＳＳＧ的含量有所上升,细胞膜脂过氧化作用加剧。推测细胞膜脂过氧化产物或ＧＳＨ氧化产物可能参与了ＣｕＣｌ２诱导辣椒倍半萜环化酶基因表达的信号传递作用。     

外源水杨酸对辣椒倍半萜环化酶基因表达及抗氧化酶系的作用

分析了外源水杨酸对辣椒叶片倍半萜环化酶基因表达及抗氧化酶系的作用 .结果表明 ,在 0 .5～4mmol·L-1的浓度范围内 ,SA处理均能不同程度地诱导辣椒叶片中倍半萜环化酶基因转录并表达酶活性 ,但是酶活性较低且在SA处理 36h后才出现 ;SA处理后 ,辣椒叶片SOD和POD酶活性较对照增高 ,CAT酶活性较对照降低 ,相应地 ,H2 O2 浓度升高 .H2 O2 含量的升高与SA对辣椒叶片抗氧化酶活性的综合影响有关     

钙参与铜诱导的小麦根中NADPH氧化酶活性的升高

研究钙离子(Ca~(2 ))在重金属铜诱导的小麦根质膜NADPH氧化酶活性变化中作用的结果表明,Ca~(2 )以剂量依赖的方式提高NADPH氧化酶活性,且这种增加效应可完全为Ca~(2 )螯合剂乙二醇-双-(2-氨基乙基)四乙酸(EGTA)所抑制.用Ca~(2 )通道阻断剂氯化镧和异搏定以及EGTA预处理小麦根可抑制铜诱导的NADPH氧化酶活性升高,这类抑制效应也是剂量依赖的。这些结果说明Ca~(2 )参与铜诱导小麦根NADPH氧化酶活性和活性氧产生的调节过程.     

甲基紫精对水稻幼苗根细胞膜微囊Ca2+-ATP酶活性的影响

10μmool/L甲基紫精(MV)预处理水稻幼苗可明显提高其抗冷力,但这种功效可被钙的螯合剂EGTA(10 mmol/L)和钙调素(CaM)的抑制剂氯丙嗪(CPZ,0.5 mmol/L)所抑制.MV预处理提高了幼苗质膜、液泡膜Ca2+-ATP酶活性,同时也有提高质膜Fe(CN)3-6还原速率和这些活性的冷适应性,但这些效果均可被EGTA和CPZ所抑制.离体条件下,膜微囊的Ca2+-ATP酶活性对H2O2、O-2、-OH敏感.结果显示,MV预处理提高幼苗的抗冷力可能是通过钙信使介导起作用的,钙信使或CaM可能刺激了质膜、液泡膜Ca2+-ATP酶活性;而该预处理有增加质膜、液泡膜Ca2+-ATP酶的冷稳定性则可能与该处理有提高细胞抗氧化能力、稳定冷胁迫下细胞膜系统结构有关.     

甲基紫精对水稻幼苗根细胞膜微囊Ca^2＋-ATP酶活性的影响

10μmol／L甲基紫精(MV)预处理水稻幼苗可明显提高其抗冷力,但这种功效可被钙的螯合剂EGTA(10 mmol／L)和钙调素(CaM)的抑制剂氯丙嗪(CPZ,0．5mmol／L)所抑制。MV预处理提高了幼苗质膜、液泡膜Ca^2 -ATP酶活性,同时也有提高质膜Fe(CN)6^3-还原速率和这些活性的冷适应性,但这些效果均可被EGTA和CPZ所抑制。离体条件下,膜微囊的Ca^2 -ATP酶活性对H2O2、O2^-、-0H敏感。结果显示,MV预处理提高幼苗的抗冷力可能是通过钙信使介导起作用的,钙信使或CaM可能刺激了质膜、液泡膜Ca^2 -ATP酶活性;而该预处理有增加质膜、液泡膜Ca^2 -ATP酶的冷稳定性则可能与该处理有提高细胞抗氧化能力、稳定冷胁迫下细胞膜系统结构有关。     

钙-钙调素与小麦苗中热激蛋白的诱导

在 34℃热激条件下 ,种子经钙预处理的小麦苗中的钙调素含量随着热激时间的延长而增加 ,热激 90min时达最大值 ,而种子用钙离子螯合剂EGTA预处理的小麦苗中钙调素含量无明显增加。种子用EGTA及钙调素拮抗剂CPZ和TFP预处理的小麦幼苗在 34℃热激时 ,热激蛋白的合成量减少。 4d的小麦幼苗在34℃或 37℃热激条件下 ,能诱导耐热性的获得 ,分别用EGTA、钙离子通道阻断剂易博定、钙调素拮抗剂TFP或CPZ预处理种子后 ,所得幼苗热诱导的耐热性的提高程度有所下降     

钙信使系统对机械刺激诱导的烟草悬浮培养细胞中H_2O_2爆发的调控

机械刺激可诱导烟草悬浮培养细胞H2O2的爆发,外源Ca2＋有强化作用,而Ca2＋螯合剂EGTA、质膜Ca2＋通道阻塞剂La3＋、胞内Ca2＋通道阻断剂钌红,以及钙调素拮抗剂氯丙嗪和三氟拉嗪则削弱机械刺激诱导的氧化爆发。这暗示以钙和钙调素为核心的钙信使系统对机械刺激诱发的烟草悬浮培养细胞中H2O2的爆发有调控作用。     

钙抑制剂对机械损伤胁迫下合作杨叶片活性氧代谢的影响

以1年生合作杨扦插苗为材料,研究了叶面喷施Ca2+通道阻断剂氯化镧(LaCl3)和Ca2+螯合剂EGTA预处理对机械损伤胁迫下合作杨叶片抗氧化酶活性、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量以及氧自由基(O2?-)产生速率的影响.结果显示,与对照相比,机械损伤胁迫下合作杨叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性均显著升高,活性氧水平和MDA含量显著增加;外源喷施EGTA和LaCl3降低了机械损伤胁迫下叶片SOD、POD、CAT和APX活性,减缓了O2?-产生速率,H2O2含量和MDA含量显著下降;且EGTA的抑制作用比LaCl3更强.研究表明,机械损伤胁迫诱导的活性氧代谢需要Ca2+的参与,Ca2+和活性氧在植物防御信号传递过程中密切相关;伤害诱导胞外Ca2+内流是胞内Ca2+浓度增加的重要来源.     

Cloning of a Sesquiterpene Cyclase and Its Functional Expression by Domain Swapping Strategy

Sesquiterpene cyclase, the first committed step enzyme from the general isoprenoid building block farnesyl pyrophosphate (FPP) for the synthesis of phytoalexin capsidiol, was isolated from the UV-C treated leaves of Capsicum annuum. This sesquiterpene cyclase, termed as CASC2 showing 77% amino acid identity with the previously cloned sesquiterpene cyclase CASC1, was composed of 560 amino acids with a calculated molecular mass of 64,907. The mRNA expression pattern of CASC2 was very similar to that of CASC1 during the time course of UV-C irradiated leaves of pepper on RNA blot analysis by using each specific probe. The heterologous expression in Escherichia coli using the CASC2 full length failed; however the chimeric construct of CASC2 in which the amino terminal 164 amino acid substituted by the equivalent portion of either CASC1 or tobacco sesquiterpene cyclase was capable of expressing the functional sesquiterpene cyclase activities. The radio-labeled enzymatic products catalyzed by the partially purified chimeric CASC2 were comigrated with authentic radio-labeled sesquiterpene on thin layer chromatography.     

Cloning and Bacterial Expression of Sesquiterpene Cyclase, a Key Branch Point Enzyme for the Synthesis of Sesquiterpenoid Phytoalexin Capsidiol in UV-Challenged Leaves of Capsicum annuum

Sesquiterpene cyclase, a branch point enzyme in the generalisoprenoid pathway for the synthesis of phytoalexin capsidiol,was induced in detached leaves of Capsicum annuum (pepper) byUV treatment. The inducibility of cyclase enzyme activitiesparalleled the absolute amount of cyclase protein(s) of pepperimmunodetected by monoclonal antibodies raised against tobaccosesquiterpene cyclase. A cDNA library was constructed with poly(A)⁺RNA isolated from 24 h UV-challenged leaves of pepper. A cDNAclone for sesquiterpene cyclase in pepper was isolated by usinga tobacco 5-epi aristolochene synthase gene as a hetero-logousprobe. The predicted protein encoded by this cDNA was comprisedof 559 amino acids and had a relative molecular mass of 65,095.The primary structural information from the cDNA clone revealedthat it shared 77%, 72% and 49% identity with 5-epi aristolochene,vetispiradiene, and cadinene synthase, respectively. The enzymaticproduct catalyzed by the cDNA clone in bacteria was identifiedas 5-epi aristolochene, as judged by argentation TLC. RNA blothybridization demonstrated the induction of an mRNA consistentwith the induction of cyclase enzyme activity in UV-treatedpepper. (Received March 2, 1998; Accepted June 15, 1998)