鈣在小麥受葉銹菌侵染后誘發(fā)的細胞過敏性反應中的作用.pdf

1、本試驗中小麥(Triticumaestivum)品種洛夫林10和葉銹菌(Pucciniareconditaf.sp.tritici)生理小種165和260分別組成親和與不親和組合，在不親和組合中小麥葉片發(fā)生過敏性反應是小麥抵抗葉銹菌侵染的重要因素。首先利用藥物學試驗，采用活體注射法給小麥葉片分別預注射不同濃度的Ca2+螯合劑(EGTA)和Ca2+通道抑制劑(LaCl3和Verapamil)后分別接種葉銹菌小種260和165，以及只注射C

2、a2+載體(A23187)而不接種，觀察上述藥物對寄主細胞過敏性反應(HR)的影響。試驗結果表明，螯合掉胞外鈣離子或抑制質膜鈣通道后均導致寄主葉片發(fā)生HR的面積明顯減少，并且隨著注射藥物濃度的增高，寄主細胞發(fā)生HR的面積逐漸減?。欢谥蛔⑸銫a2+載體(A23187)而不接種的試驗中，寄主細胞也發(fā)生HR，且HR面積隨A23187濃度增加而有所增加，但并不成正比。據(jù)此提出，胞內Ca2+在小麥抵抗葉銹菌侵染的信號傳導途徑中可能發(fā)揮重要作用。

3、 本試驗又進一步以完整的小麥植株為對象，采用焦銻酸鉀沉淀法，結合透射電鏡技術，對不同葉銹菌生理小種侵染同一品種小麥葉片后的不同時間點鈣離子分布進行了亞細胞定位，直觀再現(xiàn)了葉銹菌侵染后不同階段發(fā)生過敏性反應細胞中鈣離子的分布變化情況；同時比較觀察了不同親和組合中小麥受葉銹菌侵染后不同時間點葉肉細胞的超微結構變化特點。主要實驗結果如下： 1.在未接種的小麥葉肉細胞中，細胞間隙中焦銻磷酸鈣沉淀顆粒較多，形成中間疏松的無規(guī)則密閉

4、體；而液泡內焦銻磷酸鈣沉淀顆粒細小，并均勻分布。這種鈣離子分布在不同取材時間保持相同的趨勢。說明在沒有任何刺激的情況下，胞內自由鈣離子保持較穩(wěn)定水平。細胞核近似圓形，核質分布均勻，葉綠體分布于細胞邊緣，基粒排列整齊，線粒體由雙層膜包被，內膜向內折疊形成許多嵴。 2.在不親和組合中，小麥與葉銹菌互作的早期(接種后4-12h)，觀察到大量鈣離子由胞間隙涌入胞質中的現(xiàn)象，細胞質中鈣沉淀顆粒有所增加，在接種后12h部分葉綠體發(fā)生移位，略

5、顯膨脹，細胞核稍顯變形；在接種后24-48h，在葉綠體、細胞核及質膜附近觀察到有鈣沉淀顆粒分布，而胞質中鈣沉淀顆粒減少；隨互作時間延長(接種后72h)，在初侵染菌絲接觸的發(fā)生HR的寄主細胞中積累了大量的Ca2+沉淀，解體的葉綠體和細胞核周圍均有Ca2+沉淀顆粒分布，線粒體逐漸空虛；到互作后期(接種后96-144h)，鈣離子又在胞間隙中大量分布，期間發(fā)生過敏性反應細胞的質膜在細胞完全解體之前看似保持完整，細胞內存在大量的顏色較深的解體組分

6、，直至細胞完全消失，細胞間隙增大。 3.在親和組合中，胞質鈣離子濃度的增加時間(在接種后12h)要晚于不親和組合，鈣沉淀顆粒的大小及數(shù)量都遠遠小于或少于不親和組合，到了互作后期階段，細胞壁和膜上仍然有少量的鈣離子顆粒分布。細胞結構變化的發(fā)生時間比不親和組合也晚且有明顯差異，接種后48h細胞核稍有變化，到144h才趨于解體；葉綠體雖然嚴重變形，但在我們觀察的時間范圍內始終存在大量淀粉粒；線粒體在120h之后內嵴開始退化，內部逐漸空

7、虛。 4.不親和組合中，寄主胞間隙的菌絲量比較少，很難觀察到菌的吸器母細胞或吸器的結構特點，充分體現(xiàn)了菌絲生長受抑的實際情況。而親和組合中，胞間菌絲大量分枝，吸器母細胞數(shù)目較多，許多被侵染的細胞中都可見吸器結構，顯示出菌絲的生長幾乎沒有受到影響。表明在親和互作過程中寄主細胞結構雖也發(fā)生變形，也顯示出趨于死亡的趨勢，但這種死亡發(fā)生的緩慢且被動，不足以限制菌的生長發(fā)育，使得銹菌不斷擴展并從中獲取營養(yǎng)而正常發(fā)育。 綜合藥物學試