胞外H2O2及NADPH氧化酶参与了铜胁迫对植物细胞死亡的诱导

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum L.cv.Bright Yellow-2)为材料,探讨了在铜离子胁迫下植物细胞死亡发生过程中胞外H₂O₂及NADPH氧化酶所扮演的角色。实验结果表明,随着外源CuCl₂浓度的上升(从0~700 μmol·L^-1),细胞死亡水平不断上升,且胞外H₂O₂的水平也不断增加。在300 μmol·L^-1的CuCl₂诱导细胞死亡的过程中,加入H₂O₂清除剂N-N-二甲基硫脲(DMTU)降低了胞外CuCl₂胁迫下H₂O₂含量增加的同时也降低了细胞死亡水平的上升,这一观察表明了铜离子胁迫所导致的细胞死亡的发生和胞外H₂O₂的增加有关。进一步的研究表明,300 μmol·L^-1 CuCl₂的胁迫导致了NADPH氧化酶活性的显著性上升,而加入NADPH氧化酶的抑制剂（二亚苯基碘,DPI,)则降低了CuCl₂胁迫所导致的细胞死亡和胞外H₂O₂含量的上升。上述结果表明,胞外H₂O₂和NADPH氧化酶参与了CuCl₂对植物细胞死亡的诱导作用。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对烟草悬浮细胞死亡调节作用的研究

盐分胁迫是植物在自然环境中经常遭遇的环境胁迫因素之一,会引起植物代谢紊乱乃至细胞死亡,这严重限制了植物的生长、繁育和生存。交替呼吸途径是植物较之动物独特的线粒体呼吸途径。该研究在烟草悬浮细胞中调查了交替呼吸途径对Na Cl胁迫引起的植物细胞死亡过程的调节作用及相应的内在机制,以及在200 mmol·L~(-1)Na Cl处理的烟草悬浮细胞中研究了交替呼吸途径和细胞死亡发生及H_2O_2之间的关系。结果表明:(1)随着Na Cl处理浓度的增加,烟草悬浮细胞死亡水平逐渐增加,而交替呼吸途径的容量也逐渐上升。(2)与Na Cl处理相似,外源H_2O_2的处理也能导致烟草悬浮细胞死亡水平的增加。200 mmol·L~(-1)Na Cl的胁迫导致明显的细胞死亡发生和H_2O_2产量的显著性增加;而较之200 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下的细胞,用水杨基氧肟酸(交替呼吸途径的抑制剂)预处理后的细胞再置于200 mmol·L~(-1)Na Cl的胁迫下导致更高水平的细胞死亡和H_2O_2的产生。综上表明,高盐胁迫诱导了烟草悬浮细胞的交替呼吸途径的增加,而交替呼吸途径则可能通过抑制活性氧的产生而起到缓解细胞死亡发生的作用。     

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。     

两种外源化学物影响PEG胁迫对水稻根系的伤害

研究过氧化氢内源消除剂和交替氧化酶专一性抑制剂影响渗透胁迫对水稻根系的伤害。结果表明:PEG 6000胁迫抑制了水稻幼根的生长,降低了相对含水量、增加了H₂O₂含量,并导致细胞死亡。用5 mmol·L^-1二甲基硫脲(过氧化氢内源消除剂,dimethylthiourea,DMTU)预处理水稻幼根能明显降低PEG胁迫下水稻幼根过氧化氢的含量,缓解细胞死亡和相对含水量的降低,但对水稻根的生长影响较小。在PEG胁迫下,用1 mmol·L^-1水杨基氧肟酸(交替氧化酶专一性抑制剂,salicylhydroxamic acid,SHAM)预处理水稻幼根能显著降低水稻幼根的生长和相对含水量,并增加水稻幼根的过氧化氢含量和细胞的死亡程度。这说明DMTU能缓解PEG胁迫对水稻根系伤害,而SHAM加剧了PEG胁迫对水稻根系伤害。