论文部分内容阅读
本文以蚕豆和拟南芥为材料,借助气孔试验、激光共聚焦显微镜技术、高效液相色谱技术,研究了鞘氨醇-1-磷酸(S1P)、植物鞘氨醇-1-磷酸(Phyto-S1P)和胞质pH在暗诱导气孔关闭中的作用及其与H202和NO的关系。所得实验结果主要如下：1.暗明显诱导蚕豆保卫细胞胞质pH、H202和NO水平升高且引起气孔关闭,弱酸丁酸、H202调节剂(H202清除剂ASA、H202清除酶CAT、H202产生酶NADPH氧化酶抑制剂DPI)和NO调节剂(NO清除剂cPTIO、NO合酶抑制剂L-NAME)分别显著抑制上述暗效应,显示胞质碱化、H2O2和NO均参与暗诱导气孔关闭。暗处理10mmin胞质pH即显著升高,20mmin时H202和NO水平才迅速升高,光下甲胺显著提高H202和NO水平,暗中丁酸显著降低H202和NO水平,显示胞质碱化是H202和NO产生的诱导因素。ASA、CAT和DPI明显抑制甲胺触发的NO产生,cPTIO和L-NAME明显抑制甲胺诱导的H2O2产生,显示H2O2介导甲胺触发的NO产生,NO介导甲胺诱导的H2O2产生。胞外和胞内钙螯合剂BAPTA、BAPTA-AM显著阻止暗诱导胞质碱化、H2O2、NO产生和气孔关闭,显示钙通过诱导胞质碱化、H202和NO产生调节暗诱导气孔关闭。2.暗明显诱导蚕豆S1P和H2O2水平提高且促进气孔关闭,长链碱基激酶抑制剂DL-threo-二氢鞘氨醇(DL-threo-DHS)和N,N-二甲基鞘氨醇(DMS)显著抑制这些暗效应,外源S1P明显诱导气孔关闭和H2O2产生,ASA、CAT和DPI显著抑制S1P的这些效应,显示S1P合成通过触发保卫细胞H2O2产生介导暗诱导气孔关闭。DL-threo-DHS和DMS显著抑制暗诱导保卫细胞胞质碱化和气孔关闭,外源S1P明显诱导保卫细胞胞质碱化和气孔关闭,丁酸明显降低外源S1P的这些效应,显示S1P合成通过诱导胞质碱化介导暗诱导气孔关闭。此外,丁酸明显抑制暗诱导H2O2产生,结合前述S1P通过诱导胞质碱化和H2O2产生调节暗诱导气孔关闭的结果,能够得出S1P引起的胞质碱化是H202产生的先决条件的结论。外源S1P处理后保卫细胞胞质pH升高较H202增加滞后期短且更早达到峰值以及丁酸显著抑制S1P诱导H202产生也支持这一结论。3.暗明显诱导蚕豆S1P和NO水平提高且促进气孔关闭,DL-threo-DHS和DMS显著抑制这些暗效应,外源S1P明显诱导气孔关闭和NO产生,cPTIO和L-NAME显著抑制S1P的这些效应,显示S1P合成通过触发保卫细胞NO产生介导暗诱导气孔关闭。DL-reo-DHS和DMS显著抑制暗诱导保卫细胞胞质碱化和气孔关闭,外源S1P明显诱导保卫细胞胞质碱化和气孔关闭,丁酸明显降低外源S1P的这些效应,显示S1P合成通过诱导胞质碱化介导暗诱导气孔关闭。此外,丁酸明显抑制暗诱导NO产生,结合前述S1P通过诱导胞质碱化和NO产生调节暗诱导气孔关闭的结果,能够得出S1P引起的胞质碱化是NO产生的先决条件的结论。外源S1P处理后保卫细胞胞质pH升高较NO增加滞后期短且更早达到峰值以及丁酸显著抑制S1P诱导NO产生也支持这一结论。4. DL-threo-DHS、DMS和SPHK1突变显著抑制暗诱导拟南芥气孔关闭,这些效应可被Phyto-S1P逆转,显示Phyto-S1P参与暗诱导拟南芥气孔关闭。DPI和AtRbohF, AtRbohD/F突变显著抑制、AtRbohD突变不抑制暗诱导拟南芥气孔关闭和H202产生,显示AtrbohF催化产生的H202参与暗诱导拟南芥气孔关闭。L-NAME、硝酸还原酶(NR)抑制剂]Na2WO4和AtNOAl, Nia1、Nia1Nia2突变显著抑制、Nia2突变不抑制暗诱导拟南芥气孔关闭和NO产生,显示暗诱导拟南芥气孔关闭过程中的NO产生依赖于Nia1途径与AtNOA1途径。5.外源H202和SNP显著逆转DL-threo-DHS、DMS和SPHK1突变抑制暗诱导气孔关闭的效应,但Phyto-S1P不能逆转ASA、CAT和cPTIO抑制暗诱导气孔关闭的效应,而且DL-threo-DHS、DMS和SPHK1突变显著抑制暗诱导H202和NO产生。这些结果表明Phyto-SIP通过触发保卫细胞H202和NO产生介导暗诱导拟南芥气孔关闭。另外,ASA、CAT、DPI和AtRbohF、AtRbohD/F突变显著阻止、AtRbohD突变不阻止外源Phyto-S1P诱导气孔关闭及H202产生,cPTO、L-NAME、Na2WO4和AtNOA1、Nia1、NialNia2突变显著阻止、Nia2突变不阻止外源Phyto-S1P诱导气孔关闭及NO产生。这些结果进一步证明Phyto-S1P通过触发保卫细胞H202和NO产生介导暗诱导拟南芥气孔关闭,Phyto-S1P诱导的H2O2产生由AtrbohF催化,NO产生依赖于Nial途径和AtNOAl途径。综上所述,本文的结果表明暗提高了蚕豆叶片S1P含量和保卫细胞胞内钙水平,因而引起了胞质碱化,最终诱导H202、NO产生和气孔关闭。另外,Phyto-S1P介导的暗诱导拟南芥气孔关闭中H2O2的产生依赖于AtrbohF,NO的产生依赖于Nia1途径和AtNOAl途径。