气孔是植物体与外界环境进行气体和水分交换的窗口。水分胁迫下，气孔会发生关闭以避免水分的过度流失，从而减轻水分胁迫对植物的伤害。因此对水分胁迫下气孔运动机理进行研究，对增强农作物的抗性，从而提高农作物的产量意义非常重大。以往的研究认为干旱条件下气孔运动通过保卫细胞感受及转导水力学或／和化学信号实现，其中关于化学信号（主要为ABA）的研究工作较多也较深入，但保卫细胞水力学信号转导机制研究尚少。本文以蚕豆叶片下表皮为材料，以PEG6000渗透胁迫模拟水力学信号变化并借助激光共聚焦显微镜（LSCM）技术，研究水力学信号作用下保卫细胞NO、H₂O₂变化和来源、液泡形态和变化及其与气孔关闭的关系，并对液泡、微丝骨架、NO和H₂O₂间的关系进行初步探索，所得主要实验结果如下：1．PEG6000能够诱导气孔关闭，在一定范围内具有浓度和处理时间的依赖效应。NO清除剂c-PTIO、NO合酶抑制剂L-NAME、H₂O₂清除剂ASA和CAT、H₂O₂产生抑制剂DPI和SHAM对气孔开度没有明显影响，但能有效逆转PEG6000诱导的气孔关闭，暗示NO、H₂O₂介导PEG6000诱导气孔关闭的效应，NO、H₂O₂可能是PEG6000诱导气孔关闭不可缺少的组分。2．结合使用NO、H₂O₂特异荧光探针和激光共聚焦显微镜（LSCM）对PEG6000处理下保卫细胞内源NO、H₂O₂水平进行检测，结果表明PEG6000处理后NO、H₂O₂荧光明显增强，c-PTIO、L-NAME能降低PEG6000诱导的NO荧光，同样ASA、CAT、DPI和SHAM均能降低PEG6000诱导的H₂O₂荧光。这些数据显示PEG6000确实能够诱导内源NO和H₂O₂产生，PEG6000诱导的气孔关闭确实通过NO、H₂O₂介导。L-NAME、DPI和SHAM显著抑制NO、H₂O₂产生的结果表明，PEG6000诱导的NO产生可能与NOS途径有关，而诱导的H₂O₂生成可能由NADPH氧化酶和细胞壁过氧化物酶催化。3．为了研究PEG6000诱导气孔关闭中微丝骨架的作用及其与NO、H₂O₂的关系，以微丝聚合抑制剂细胞松弛素B（CB）预处理表皮条然后进行PEG6000、NO或H₂O₂处理，结果显示CB预处理显著抑制PEG6000、NO或H₂O₂诱导的气孔关闭，但并未抑制PEG6000诱导的内源NO、H₂O₂水平升高，表明PEG6000诱导气孔关闭中微丝骨架可能在NO、H₂O₂下游起作用。4．使用LSCM和液泡特异荧光探针对PEG6000诱导气孔关闭中保卫细胞液泡形态及变化进行观察，结果表明气孔开放时保卫细胞液泡体积大而数目较少且细胞质呈薄层状靠近细胞壁和细胞核，PEG6000处理后大液泡消失而大量小液泡出现，小液泡之间往往存在细胞质薄层。另外PEG6000处理后液泡膜多见折叠和皱褶，推测此可能为液泡膜的一种储藏方式。5．NO、H₂O₂清除剂和合成抑制剂c-PTIO、L-NAME、ASA、CAT、DPI、SHAM等均明显抑制PEG6000诱导的大液泡向小液泡转变，外源NO、H₂O₂处理也促进大液泡消失和大量小液泡出现，表明NO、H₂O₂诱导气孔关闭由大液泡向小液泡转变介导，液泡变化是PEG6000诱导气孔关闭的重要环节。6．CB预处理明显抑制PEG6000、NO和H₂O₂诱导的大液泡向小液泡转变，表明微丝骨架在液泡变化中起控制作用，微丝聚合可能有利于大液泡消失和大量小液泡出现。综上所述，我们可以勾勒出如下保卫细胞水力学信号转导途径的大致线索：PEG6000胁迫（?）微丝骨架→液泡→气孔关闭