论文部分内容阅读
铝毒害是限制酸性土壤中农作物产量的主要因素。铝胁迫诱导的细胞程序性死亡(PCD)被认为是铝毒害的一个重要原因。然而,对于铝胁迫下植物PCD的信号调控机制尚不明确。交替途径(AP)可通过调控活性氧的产生参与植物对多种环境胁迫的耐受性,但其在铝胁迫中的作用及其调控机制还不清楚。一氧化氮(NO)作为一个重要的信号分子参与了植物对铝胁迫耐受性的调控,但其在铝胁迫诱导的PCD中的信号调控机制还不清楚。本文以大豆为实验材料,研究了AP在铝胁迫诱导的根尖PCD中的调节作用,并进一步研究了铝胁迫下NO和AP在调控根尖PCD中的相互关系。
主要结果总结如下:
1.不同铝浓度和时间处理结果显示,铝胁迫处理增加了大豆根尖AP活性、AP对总呼吸的贡献率以及促进了交替氧化酶基因(AOX1和AOX2b)表达,说明铝胁迫可能通过转录水平调节增强了AP活性。进一步结果显示,AP抑制剂处理增加了铝诱导的根伸长抑制、根尖铝积累量、根尖丙二醛含量以及根尖细胞死亡率,说明AP的运行增强了大豆对铝胁迫的耐受性。
2.DAPI染色和TUNEL染色结果显示,铝胁迫诱导了大豆根尖PCD的发生,并随着铝处理浓度的增大有加重的趋势;进一步结果显示,铝胁迫降低了根尖线粒体细胞色素c(Cyt c)含量,说明铝胁迫促进了线粒体Cytc的释放;此外,铝胁迫处理增强了根尖caspase-3-like和caspase-9-like酶活性。这些结果说明,铝胁迫诱导的大豆根尖PCD依赖于线粒体和caspase途径。
3.铝胁迫下添加AP抑制剂增加了根尖PCD、线粒体Cytc的释放以及caspase-3-like和caspase-9-like酶活性。进一步结果显示,铝胁迫下外源H2O2处理增加了根尖内源H2O2的积累和根尖PCD;此外,铝胁迫下AP抑制剂处理增加了根尖和线粒体的H2O2的产生。这些结果说明,铝胁迫下AP通过调节线粒体活性氧的产生抑制了铝诱导的根尖PCD。
4.铝胁迫下添加NO供体抑制了根尖PCD、线粒体Cytc释放以及caspase-3-like和caspase-9-like酶活性,而NO清除剂处理则产生了与NO供体相反的效应。此外,铝胁迫下添加NO供体抑制了根尖H2O2的积累,而NO清除剂处理则增加了根尖H2O2的积累。这些结果说明,铝胁迫下NO亦可通过调节活性氧的产生负调根尖PCD。
5.铝胁迫下NO供体处理增加了根尖AP活性、AP对总呼吸的贡献率以及AOX1和AOX2b基因表达,而NO清除剂处理则产生了相反的效应;此外,AP抑制剂处理对根尖铝诱导的NO产生无明显影响。这些结果说明,铝胁迫下NO正调了根尖AP的运行。
综上所述,铝胁迫下NO通过正调AOX基因(AOX1和AOX2b)的表达而增强了大豆根尖AP活性;铝胁迫下AP运行的增强减少了根尖线粒体活性氧的产生,进而抑制了线粒体Cytc的释放以及caspase酶活性,从而缓解了根尖PCD。
主要结果总结如下:
1.不同铝浓度和时间处理结果显示,铝胁迫处理增加了大豆根尖AP活性、AP对总呼吸的贡献率以及促进了交替氧化酶基因(AOX1和AOX2b)表达,说明铝胁迫可能通过转录水平调节增强了AP活性。进一步结果显示,AP抑制剂处理增加了铝诱导的根伸长抑制、根尖铝积累量、根尖丙二醛含量以及根尖细胞死亡率,说明AP的运行增强了大豆对铝胁迫的耐受性。
2.DAPI染色和TUNEL染色结果显示,铝胁迫诱导了大豆根尖PCD的发生,并随着铝处理浓度的增大有加重的趋势;进一步结果显示,铝胁迫降低了根尖线粒体细胞色素c(Cyt c)含量,说明铝胁迫促进了线粒体Cytc的释放;此外,铝胁迫处理增强了根尖caspase-3-like和caspase-9-like酶活性。这些结果说明,铝胁迫诱导的大豆根尖PCD依赖于线粒体和caspase途径。
3.铝胁迫下添加AP抑制剂增加了根尖PCD、线粒体Cytc的释放以及caspase-3-like和caspase-9-like酶活性。进一步结果显示,铝胁迫下外源H2O2处理增加了根尖内源H2O2的积累和根尖PCD;此外,铝胁迫下AP抑制剂处理增加了根尖和线粒体的H2O2的产生。这些结果说明,铝胁迫下AP通过调节线粒体活性氧的产生抑制了铝诱导的根尖PCD。
4.铝胁迫下添加NO供体抑制了根尖PCD、线粒体Cytc释放以及caspase-3-like和caspase-9-like酶活性,而NO清除剂处理则产生了与NO供体相反的效应。此外,铝胁迫下添加NO供体抑制了根尖H2O2的积累,而NO清除剂处理则增加了根尖H2O2的积累。这些结果说明,铝胁迫下NO亦可通过调节活性氧的产生负调根尖PCD。
5.铝胁迫下NO供体处理增加了根尖AP活性、AP对总呼吸的贡献率以及AOX1和AOX2b基因表达,而NO清除剂处理则产生了相反的效应;此外,AP抑制剂处理对根尖铝诱导的NO产生无明显影响。这些结果说明,铝胁迫下NO正调了根尖AP的运行。
综上所述,铝胁迫下NO通过正调AOX基因(AOX1和AOX2b)的表达而增强了大豆根尖AP活性;铝胁迫下AP运行的增强减少了根尖线粒体活性氧的产生,进而抑制了线粒体Cytc的释放以及caspase酶活性,从而缓解了根尖PCD。