ROS和離子通道在eATP調(diào)控蠶豆氣孔運動過程中的作用.pdf

1、保衛(wèi)細(xì)胞是研究植物細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的良好模式系統(tǒng)。在調(diào)節(jié)氣孔運動的多種信號通路中，保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的Ca2+通道和活性氧（reactive oxygen species，ROS）發(fā)揮著重要的作用。植物細(xì)胞外ATP（Extracellular，eATP）作為信號分子在植物發(fā)育與抗逆過程中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。為探索eATP對蠶豆氣孔運動的影響及其可能的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制，本文利用激光共聚焦掃描顯微技術(shù)檢測了eATP對保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)ROS生成的影響，利用電生

2、理學(xué)方法檢測了eATP對保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜鈣離子通道活性的影響，并對ROS與Ca2+通道之間的關(guān)系進行了探討。
　　 實驗結(jié)果顯示，300-1000μmol/L，ATP處理均能夠促進蠶豆氣孔開放程度加大，200units/mL腺苷三磷酸雙磷酸酶（Apyrase）或400units/mL葡萄糖-己糖激酶（Hexokinase）處理后，其氣孔開度明顯變小。表明外源ATP能夠促進蠶豆氣孔開放，而內(nèi)源的eATP對于維持氣孔的正常生理運動是必需

3、的。
　　 活性氧合成酶（NADPH氧化酶）抑制劑二亞苯基碘（DPI）或活性氧清除劑二硫蘇糖醇（DTT）預(yù)處理之后，再加入ATP處理，ATP對氣孔開放的促進效果被大大抑制了，表明由NADPH氧化酶參與的活性氧產(chǎn)生可能是介導(dǎo)eATP促進氣孔開放效應(yīng)的重要因素。共聚焦顯微鏡檢測的結(jié)果顯示，ATP處理之后，保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)活性氧濃度顯著增加，為活性氧參與eATP調(diào)控氣孔運動的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程提供了更為直接的證據(jù)。
　　 采用全細(xì)胞電壓鉗

4、技術(shù)，在蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上檢測到了超極化激活的Ca2+通道，外源ATP可明顯促進蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜跨膜Ca2+電流增強，推測eATP對蠶豆氣孔開放的促進作用可能是通過激活保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上Ca2+通道活性，促進了胞外Ca2+內(nèi)流引起的。蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞原生質(zhì)體經(jīng)DPI或DTT預(yù)處理后，跨膜鈣離子電流在外加ATP處理后沒有明顯增強，結(jié)果顯示ROS介導(dǎo)了eATP激活保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜鈣通道的生理過程。
　　 依據(jù)以上結(jié)果推斷，eATP可以作為細(xì)胞外