CuCl2脅迫對煙草BY-2懸浮細胞死亡的誘導.pdf

1、迄今為止，對于逆境脅迫導致細胞死亡的關鍵因素還存在爭議，而且對CuCl2脅迫誘導植物細胞死亡的機理尚未見到報道。煙草BY-2細胞是一種沒有功能性葉綠體的細胞系，本文利用BY-2細胞為材料，目的是想要探討在沒有光合電子傳遞介導的活性氧產(chǎn)生的條件下，CuCl2脅迫對BY-2細胞呼吸途徑的影響和呼吸作用介導的ROS產(chǎn)生和ATP合成對細胞死亡的影響。
　　 本研究發(fā)現(xiàn)：0.5mmol·L-1CuCl2脅迫明顯導致了煙草BY-2細胞死亡，

2、造成了煙草BY-2細胞線粒體滲透轉換孔(The mitochondrial permeability transition pore，PTP)的開放和細胞色素c(Cytochromec，Cytc)含量的下降，而且隨著CuCl2脅迫時間的延長，細胞生長抑制程度、細胞膜傷害度及細胞死亡率均逐漸增加。
　　 此外，CuCl2脅迫也導致了煙草BY-2細胞胞內(nèi)活性氧(ROS)的爆發(fā)和ATP含量的下降，嚴重抑制了煙草BY-2細胞總呼吸、細胞

3、色素途徑(cytochrome pathway)呼吸及交替氧化酶途徑(alternative pathway capacity，AOX)呼吸。為了排除上游碳代謝對細胞呼吸的影響，我們測定了CuCl2脅迫對細胞線粒體的總呼吸速率和AOX途徑的呼吸速率。結果表明CuCl2對線粒體的總呼吸速率和AOX途徑的呼吸速率具有明顯的抑制作用。這些結果說明在呼吸底物不變的情況下，CuCl2對于煙草BY-2細胞線粒體的總呼吸和AOX途徑呼吸具有即時的直接

4、抑制作用。而CuCl2脅迫對細胞呼吸及細胞色素途徑呼吸的直接抑制作用不可避免的導致了胞內(nèi)ATP含量的下降。此外，CuCl2脅迫誘導的煙草BY-2細胞氧化磷酸化的解偶聯(lián)作用也導致了胞內(nèi)ATP含量的下降。
　　 通過外加商品CAT能夠顯著抑制CuCl2脅迫誘導的煙草BY-2細胞的ROS爆發(fā)，但當商品CAT與CuCl2同時加入到煙草BY-2細胞懸浮體系中時，細胞死亡卻未得到緩解。當商品CAT于處理前1h加入到煙草BY-2細胞懸浮體系中

5、，細胞死亡稍微得到緩解。然而，外源加入腺苷(ATP合成的底物)后幾乎完全抑制了CuCl2脅迫所誘導的煙草BY-2細胞中ATP損耗的發(fā)生，并且阻止了CuCl2脅迫誘導的煙草細胞活度的下降。這個結果表明CuCl2脅迫所誘導的ATP損耗在誘導煙草BY-2細胞死亡過程中起至關重要的作用。值得關注的是，加入外源腺苷后不僅顯著抑制了ATP的損耗，同時還抑制了ROS的爆發(fā)。這說明ROS的爆發(fā)是與ATP損耗存在某種內(nèi)在聯(lián)系。但是本研究的結果還不足以證明