滲透脅迫誘導(dǎo)玉米根尖細(xì)胞鈣離子濃度及鈣通道變化研究.pdf

1、作為細(xì)胞的第二信使，鈣離子濃度變化直接反映了細(xì)胞受外界刺激的變化情況。滲透脅迫下Ca<'2+>濃度的變化表明其在細(xì)胞抗旱生理機(jī)制反映過(guò)程中起重要的調(diào)控作用。前人通過(guò)藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)，從整株及細(xì)胞水平上研究發(fā)現(xiàn)，鈣離子介導(dǎo)了滲透脅迫誘導(dǎo)的ABA合成及其效應(yīng)過(guò)程，但這僅是間接試驗(yàn)，直接的證據(jù)只能來(lái)自于滲透脅迫下細(xì)胞Ca<'2+>定位分布、濃度變化和鈣通道變化。為此，本實(shí)驗(yàn)首先利用數(shù)字共聚焦顯微鏡對(duì)滲透脅迫下玉米根尖細(xì)胞Ca<'2+>濃度變化進(jìn)行了

2、研究，然后通過(guò)膜片鉗技術(shù)，初步研究滲透脅迫下質(zhì)膜鈣通道的通道類型和性質(zhì)。旨在進(jìn)一步探明Ca<'2+>在干旱脅迫下轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的作用，也為進(jìn)一步研究Ca<'2+>信使在植物抗旱生理中的作用提供理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)將鈣通道活性與滲透脅迫這一具體的生理反應(yīng)相結(jié)合，對(duì)于鈣信號(hào)功能的進(jìn)一步闡明具有重要意義。 實(shí)驗(yàn)以玉米根尖為材料，首先成功地制備了原生質(zhì)體，通過(guò)FDA染色檢驗(yàn)表明其活力很高；在此基礎(chǔ)上通過(guò)數(shù)字共聚焦顯微技術(shù)對(duì)滲透脅迫及外源ABA處理

3、后玉米根尖細(xì)胞Ca<'2+>的熒光變化和Ca<'2+>濃度變化進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：滲透脅迫10min鈣離子熒光強(qiáng)度和濃度都發(fā)生變化，ABA處理后的變化結(jié)果類似于滲透脅迫。說(shuō)明鈣離子介導(dǎo)了滲透脅迫誘導(dǎo)的干旱信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。 為進(jìn)一步證明鈣離子的來(lái)源，實(shí)驗(yàn)以ABA模擬滲透脅迫分別用EGTA、Vp和TFP進(jìn)行外源處理，結(jié)果表明：外用鈣離子螯合劑EGTA和鈣通道阻斷劑’Vp，能明顯抑制ABA誘導(dǎo)的根尖細(xì)胞胞質(zhì)Ca<'2+>濃度增加，說(shuō)明

4、ABA誘導(dǎo)的初生根根尖細(xì)胞胞質(zhì)Ca<'2+>濃度的增加主要源于胞外，少部分來(lái)自于胞內(nèi)鈣庫(kù)的釋放。使用鈣調(diào)素抑制劑TFP能使Ca<'2+>熒光產(chǎn)生變化，濃度上下起伏，表明鈣調(diào)素也參與了根系干旱信號(hào)ABA的傳遞過(guò)程，但具體機(jī)理不清楚。 實(shí)驗(yàn)通過(guò)膜片鉗技術(shù)，初步研究了滲透脅迫下質(zhì)膜鈣通道的存在類型及性質(zhì)。全細(xì)胞模式記錄鈣電流結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與正常相比，PEG處理后鈣離子電流瞬時(shí)變大，鈣通道的開(kāi)放時(shí)間明顯提前。表明PEG可能通過(guò)激活鈣通道來(lái)促