镉(Cd)经过植物吸收进入食物链，是危害人体健康最严重的公害之一。氧化胁迫是Cd植物毒性的基本特征，与Cd的植物毒性机制和植物对Cd胁迫的应答密切相关。但是，目前关于Cd胁迫下植物细胞内的氧化进发动态变化、抗氧化体系的敏感位点和蛋白质氧化研究较少，其他信号分子与氧化胁迫的关系也有待阐明。本研究以番茄幼苗为材料，对Cd诱导的氧化胁迫机制进行了探索，结果表明： 用H<,2>O<,2>特异性荧光探针DCFH-DA结合激光共聚焦荧光显微镜，发现Cd处理诱导表皮细胞中H<,2>O<,2>积累，主要分布在细胞壁，2 min后达到峰值，可被DPI抑制。在叶绿体内，类囊体膜是SOD和APX的主要分布区域，Cd处理导致tAPX活性迅速丧失，表明tAPX是叶绿体内抗氧化体系的敏感位点。叶绿体体外试验和酶活性动力学试验结果表明，叶绿体内APX可利用的．ASC浓度降低是Cd胁迫下APX失活的主要原因。 叶绿体内APX的失活导致H<,2>O<,2>的积累和蛋白质氧化。叶绿体是Cd胁迫下蛋白质氧化的主要细胞器， Rubisco是蛋白质氧化的主要目标。氧化修饰是Cd胁迫下Rubisco活性下降的主要原因。Cd胁迫下Rubisco活性下降了71％，蛋白含量仅下降19％左右，氧化Rubisco水平上升5倍。非还原性电泳和对角线电泳分析表明Rubisco蛋白中巯基被氧化，Rubisco大亚基之间形成分子间二硫键。BN-SDS-PAGE双向电泳分析表明，Cd处理导致PSⅡ中D1、D2、CP43和CP47蛋白含量显著下降。以上结果表明叶绿体中的氧化修饰是Cd胁迫抑制植物光合作用的重要机制。 一氧化氮(NO)是近年发现的参与植物对Cd胁迫应答的新组分。用．NO特异性荧光探针DAF-2DA结合激光共聚焦显微，发现Cd处理诱导番茄细胞中NO迅速积累，其时空特点与H<,2>O<,2>类似，并可被NOS抑制剂L-NAME所阻断。从细胞和组织水平证明NO可缓解Cd的植物毒性：外源NO供体能够猝灭Cd处理诱导的H<,2>O<,2>荧光；外源NO供体抑制Cd诱导的脂类和蛋白质氧化；外源NO供体缓解Cd对叶绿素含量、叶绿体结构和电子传递的影响。以上结果表明一定浓度的NO在Cd胁迫下具有抗氧化功能。 乙烯参与了植物对Cd胁迫的应答。Cd处理促进ACC合酶活性升高、诱导乙烯迅速合成。反义表达．LeACS2基因可显著抑制Cd诱导的乙烯释放、生长抑制和叶绿素和蛋白质含量下降。与野生型相比，Acs番茄幼苗中呼吸速率、气孔导度和光合速率较高，表明乙烯可能是Cd胁迫下叶片功能和衰老启动的调控因子。细胞渗漏和Evans Blue染色分析表明乙烯是Cd胁迫下细胞死亡的正向调控因子，乙烯与水杨酸(SA)协同作用。 我们首次确认了Cd诱导番茄细胞中H<,2>O<,2>的动态变化；tAPX是叶绿体内抗氧化体系的敏感位点，tAPX失活导致Rubisco氧化，蛋白质氧化是Cd胁迫抑制光合作用的重要机制：NO和乙烯都参与了植物对Cd胁迫的应答，NO具有抗氧化功能，而乙烯是Cd胁迫下叶片功能和细胞死亡的重要调控因子。