H2O2参与离体蒜苔细胞内含物再分配的调控

植物生长发育过程中经常发生新老器官更替和细胞内分物的再分配，再利用。Lepold提出新生器官向衰老器官传递某种信息，动员后者细胞内含物向前者再分配。但是该信息的化学本质迄今仍不清楚。大蒜（Allium sativum)的离体蒜苔是研究细胞内分物再分配的良好材料，细胞内含物大量从苔茎向珠蒜中再分配。结果珠蒜显著膨大而苔茎衰老死亡。蔡可等发现赤霉素（GA3）处理可有效抑制细胞内含物再分配。我们此前的研究发现GA3处理苔茎基部可显著改变珠蒜和苔茎H2O2代谢。本研究中我们分别用GA3和3－氨基－1，2，4－三唑（AT）H2O2清除酶catalase的专一性抑制剂处理珠蒜，结果发现GA3和AT均可有效抑制离体蒜苔细胞内含物再分配（Fig.1)。根浓度不同，H2O2可以诱导细胞产生保护性反应或凋亡，细胞内含物再分配过程中珠蒜H2O2浓度显著下降后保持于低水平，相反苔茎H2O2浓度极显著升高10倍以上，而且细胞内含物转移早的苔茎下部H2O2峰值出现也早（Fig.2)。GA3或AT处理珠蒜，珠蒜H2O2浓度显著提高而苔茎H2O2浓度保持稳定的低水平或峰值显著推迟（Fig.2)，可见苔茎高浓度的H2O诱导了苔茎细胞凋亡并把细胞内含物转移给珠蒜。已知经2％的呼吸耗氧生成H2O2。珠蒜呼吸速率显著高于苔茎（王文宏等）表明珠蒜H2O2生成速率大于苔茎。珠蒜H2O2清除酶peroxidase和catalase活性逐步下降，与苔茎相反（Fig3,4)，可见珠蒜H2O2浓度应该显著高于苔茎，但事实上珠蒜H2O2水平显著低于苔茎，已知H2O2具有寿命长，易扩散和运输的特点，可见苔茎中积累的H2O2应该主要来自珠蒜。GA3和AT处理对珠蒜和苔茎中H2O2代谢的作用进一步表明，H2O2可能参与离体蒜苔细胞内含物再分配的调控。