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蚕豆(Vicia faba L.)叶表皮条组织上表皮细胞(EC)和保卫细胞(GC)存在于同一个层面上,通常受到外界的刺激程度相同,但二者在细胞结构方面存在很大差别,因此,在接受同等强度的外界刺激后,表皮细胞和保卫细胞在信号传导、氧化应激、响应程度以及表观现象等方面也存在不同。 本文研究了盐胁迫下蚕豆表皮细胞和保卫细胞PCD过程及活性氧(ROS),外源钙离子对这两种细胞PCD影响的差别,以探讨一些重要的细胞器,如线粒体和叶绿体在PCD过程中的作用。 结果显示: NaCl(终浓度为0.02mol/L)可以有效胁迫诱导蚕豆的表皮细胞和保卫细胞发生程序性死亡。随着胁迫时间的延长,表皮细胞和保卫细胞发生程序性死亡的细胞数增多,表皮细胞的死亡率从诱导2小时后就始终高于保卫细胞,它们的死亡率在不同时间上存在显著差异,说明二者对外界胁迫的抗性存在差异。 外源抗氧化剂ASA预处理有效抑制了表皮细胞和保卫细胞程序性死亡,使NaCl胁迫诱导的细胞死亡率下降;而外源氧化剂H2O2使NaCl胁迫诱导细胞程序性死亡的死亡率显著升高。但不管是ASA的抑制作用还是H2O2的促进作用都是在保卫细胞中表现的比表皮细胞更为显著。以上结果说明无论是保卫细胞还是表皮细胞中,氧化还原状态均参与了细胞程序性死亡的调控。二者对盐胁迫反应的不同及对外源ASA和H2O2的响应差异可能是与保卫细胞和表皮细胞中细胞器含量的差别有关,保卫细胞中大量存在的细胞器如线粒体和叶绿体等可能使其细胞内的氧化还原代谢比表皮细胞中更为复杂,他们可能在增强细胞耐盐胁迫能力,延缓细胞程序性死亡方面起重要作用。 钙离子在调控细胞程序性死亡过程中扮演着很重要的角色,外源添加6mmol/L或20mmol/L的CaCl2均能有效诱导细胞发生凋亡;相应的用EGTA螯合体系中的钙离子则能显著降低NaCl诱导的细胞凋亡,用CoCl2作为阻滞剂也得到了类似的结果。但单独使用EGTA或者CoCl2也显著的诱导了表皮细胞和保卫细胞的程序性死亡,表明细胞体系的钙离子浓度升高和下降都可以有效的诱导