麝香草酚和肉桂醛緩解煙草幼苗鎘脅迫機(jī)制研究.pdf

1、麝香草酚和肉桂醛是植物源天然小分子化合物，主要應(yīng)用于食品保鮮和醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。有研究發(fā)現(xiàn)麝香草酚和肉桂醛能夠通過調(diào)控植物先天免疫系統(tǒng)抵御病原菌侵染。鑒于植物免疫系統(tǒng)在抵抗生物脅迫和非生物脅迫方面的共通性，本文探討了麝香草酚和肉桂醛在調(diào)控植物抗鎘毒害（非生物脅迫）方面的作用。谷胱甘肽在植物抵抗重金屬脅迫方面起到重要作用，依賴于GSH的PCs合成途徑是植物耐鎘的關(guān)鍵作用機(jī)制之一。硫化氫(H2S)作為生物體內(nèi)一種重要的新型氣體信號分子，參與調(diào)

2、控動物和植物細(xì)胞內(nèi)眾多重要的生理過程。本文研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，麝香草酚能夠激活煙草體內(nèi)GSH-PCs通路，限制細(xì)胞內(nèi)Cd2+轉(zhuǎn)移以緩解煙草幼苗鎘脅迫。肉桂醛能夠通過調(diào)控?zé)煵萦酌绺鈨?nèi)源H2S誘導(dǎo)幼苗免疫系統(tǒng)響應(yīng)鎘毒害。主要結(jié)果如下:
　　1、以煙草幼苗為研究材料，20μmol/L的CdCl2顯著抑制了幼苗根的伸長（抑制率約為50％）和鮮重。100μmol/L的麝香草酚和20μmol/L的肉桂醛均能顯著緩解鎘對根伸長和鮮重的抑制效應(yīng)。與單

3、獨鎘處理相比，100μmol/L的麝香草酚和20μmol/L的肉桂醛對幼苗根伸長的緩解程度分別達(dá)23.23％和42.58％。
　　2、利用熒光探針以及化學(xué)組織染色對煙草幼苗根尖細(xì)胞多項毒性指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)麝香草酚和肉桂醛能夠有效緩解鎘脅迫誘導(dǎo)的ROS和Cd2+的過量累積以及氧化損傷和細(xì)胞死亡程度。麝香草酚和肉桂醛激活了煙草體內(nèi)的某種免疫抗性信號，進(jìn)而高效抵抗鎘脅迫。
　　3、利用生化測定和GS-bimane熒光探針檢測

4、煙草幼苗內(nèi)源谷胱甘肽(GSH)含量，發(fā)現(xiàn)鎘處理能夠顯著增加幼苗體內(nèi)GSH含量，麝香草酚的加入能進(jìn)一步刺激幼苗體內(nèi)GSH的產(chǎn)生。熒光顯微結(jié)果顯示GSH的增加主要體現(xiàn)在根尖上部區(qū)域，同時Cd2+減少的區(qū)域也是根尖上部區(qū)域。此外，基因表達(dá)分析結(jié)果顯示鎘處理顯著上調(diào)了GSH1和PCS1的基因表達(dá)量，麝香草酚的加入進(jìn)一步刺激了GSH1和PCS1的表達(dá)。結(jié)果表明麝香草酚激活了煙草體內(nèi)GSH-PCs通路，主要通過GSH對過量ROS的清除與PCs對自由

5、態(tài)Cd2+的螯合來增強(qiáng)煙草幼苗對鎘脅迫的抗性。
　　4、利用H2S特異熒光探針WSP-1對根尖內(nèi)源H2S進(jìn)行原位檢測，發(fā)現(xiàn)鎘處理誘導(dǎo)根尖內(nèi)源H2S含量顯著上升。與單獨鎘處理相比，添加肉桂醛能夠顯著降低內(nèi)源H2S含量，再添加外源H2S供體(NaHS)會使內(nèi)源H2S含量顯著回升，并且加重細(xì)胞死亡程度。在單獨鎘處理的基礎(chǔ)上加入H2S合成抑制劑(PAG)和H2S清除劑(HT)后，顯著降低了鎘處理下內(nèi)源H2S的水平，同時消除了鎘脅迫誘導(dǎo)的生