茉莉酸和一氧化氮調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)的機(jī)制.pdf

1、茉莉酸(JA)作為一種普遍存在于植物界的一種內(nèi)源生長調(diào)節(jié)物質(zhì),它在脅迫反應(yīng)尤其是在傷反應(yīng)中的作用越來越引起人們的興趣.但目前有關(guān)JA運(yùn)輸與代謝方面的研究較少,更無其在細(xì)胞和亞細(xì)胞分布的報(bào)道.同時(shí)其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制也是有待闡明的問題.該研究以蠶豆葉片、蠶豆和鴨趾草氣孔保衛(wèi)細(xì)胞為材料對以上問題進(jìn)行了探索.用免疫熒光顯微鏡技術(shù)和免疫膠體金電鏡技術(shù)證明JA在蠶豆葉片下表皮和氣孔保衛(wèi)細(xì)胞上是普遍存在的,它主要分布在保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體、細(xì)胞核和細(xì)胞壁上;

2、葉片的局部灼傷可提高JA在質(zhì)外體和氣孔保衛(wèi)細(xì)胞中水平.用同位素示蹤技術(shù)研究了<'3>H-JA在蠶豆幼苗中的運(yùn)輸和分配規(guī)律以及局部灼傷對其運(yùn)輸與分配.結(jié)果表明,外源<'3>H-JA能夠以高于4~5cm/min的速率在蠶豆幼苗體內(nèi)向上和向下運(yùn)輸.局部灼傷能促進(jìn)<'3>H-JA向受傷部位的調(diào)運(yùn);增加<'3>H-JA向成熟葉片下表皮的運(yùn)輸分配比率;阻止<'3>H-JA從受傷部位的向外輸出.推測,傷脅迫下JA運(yùn)輸與分配的改變可能與植物體防御傷反應(yīng)

3、密切相關(guān),并有可能參與了對氣孔運(yùn)動(dòng)的調(diào)控.藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,在0.01~100μmol/L濃度范圍內(nèi),JA可誘導(dǎo)蠶豆葉片氣孔關(guān)閉并具有明顯的濃度效應(yīng)和時(shí)間進(jìn)程.一氧化氮(NO)是近年發(fā)現(xiàn)的參與保衛(wèi)細(xì)胞ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的新組分.用NO特異性熒光探針DAF-2DA結(jié)合激光共聚焦顯微技術(shù)證明氣孔保衛(wèi)細(xì)胞中存在NO;利用免疫熒光顯微鏡技術(shù)和免疫膠體金電鏡技術(shù)確定氣孔保衛(wèi)細(xì)胞中存在NOS類似蛋白,藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)表明蠶豆葉片NOS活性具有一定的鈣依賴性.從

4、組織和細(xì)胞水平證明NO參與JA調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程.(1)局部灼傷和外源JA都能提高蠶豆葉片和表皮NO水平和NOS活性;(2)JA促進(jìn)葉片氣孔保衛(wèi)細(xì)胞NO的合成;(3)外源NO供體也能誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉,并具有濃度效應(yīng);(4)低濃度的NO和JA之間在誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉上存在一定的加合效應(yīng);(5)NO的清除劑PTIO可大大減弱JA誘導(dǎo)蠶豆氣孔關(guān)閉的作用.推測,NO是JA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉過程中必不可少的組分.JA引起的NO的增加主要來自NOS途徑,加

5、入NOS的抑制劑L-NAME可阻斷JA產(chǎn)生的NO水平;降低JA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的效應(yīng).Ca<'2+>參與JA調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo).以Fluo-3 AM為Ca<'2+>熒光探針,結(jié)合激光共聚焦掃描顯微技術(shù),發(fā)現(xiàn)在JA處理后在數(shù)十秒內(nèi),在氣孔關(guān)閉之間可引起胞質(zhì)Ca<'2+>濃度的較為迅速上升.加入鈣的螯合劑可完全阻斷JA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的作用;Ca<'2+>通道的抑制劑NIF可減弱JA誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的效應(yīng).推測JA引起的胞內(nèi)Ca<'2+>升高可能主