Ethylene，NO及H-,2-O-,2-在擬南芥愈傷組織鹽適應(yīng)中調(diào)節(jié)作用的機(jī)理研究.pdf

1、本文以野生型擬南芥(WT)和乙烯不敏感突變體etrl-3愈傷組織為材料，研究了擬南芥愈傷組織對鹽脅迫的生理響應(yīng)，并進(jìn)一步闡明了乙烯(ETH)和一氧化氮(NO)在植物鹽適應(yīng)性過程中的調(diào)節(jié)作用及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，同時(shí)研究了在鹽脅迫下兩種擬南芥愈傷組織中交替途徑的變化以及H2O2與ETH在誘導(dǎo)交替途徑中的相互作用關(guān)系，并進(jìn)一步探討了鹽脅迫下交替途徑可能的生理功能以及調(diào)控機(jī)制。主要結(jié)果總結(jié)如下： 1.100 mM NaCI處理下，etrl-3

2、愈傷組織與WT愈傷組織相比表現(xiàn)出了更高水平的離子滲漏和Na+/K+比以及更低的質(zhì)膜H+-ATPase活性，表明etrl-3愈傷組織對鹽更加敏感。鹽脅迫下，用乙烯生物合成前體物質(zhì)1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)和NO供體硝普鈉(sodium nitroprusside, SNP)處理，發(fā)現(xiàn)WT愈傷組織中離子滲漏和Na+/K+比的水平明顯的降低，而且H+-ATPase活性顯著增加；然而，A

3、CC和SNP處理對etrl-3愈傷組織卻基本無影響，表明兩者均能緩解WT愈傷組織中NaCl誘導(dǎo)的傷害。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SNP在鹽脅迫過程中的作用可以被NO獨(dú)特的清除劑2-phenyl-4,4,5,5-tetramethyl-imidazoline-1-oxyl-3-oxyde(PTIO)以及乙烯生物合成抑制劑aminooxyacetic acid(AOA)所逆轉(zhuǎn)。在WT愈傷組織中，NO和ETH含量在鹽脅迫(100 mM NaCl)初期迅

4、速增加，而且NO的產(chǎn)生顯著地刺激了ETH的產(chǎn)生。此外，鹽脅迫下ETH誘導(dǎo)了H+-ATPase活性和基因表達(dá)?；謴?fù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，WT愈傷組織中100 mM NaCl誘導(dǎo)的傷害是可逆的，在恢復(fù)過程中離子滲漏，Na+/K+比以及H+-ATPase活性均表現(xiàn)出類似的趨勢，均恢復(fù)到了對照水平。這些結(jié)果表明，鹽脅迫下，ETH和NO相互協(xié)作刺激H+-ATPase活性，并進(jìn)一步調(diào)控離子動(dòng)態(tài)平衡，使植物細(xì)胞體內(nèi)的離子平衡重新建立，以此來提高植物對鹽分的耐

5、受性，在這一過程中ETH可能是作用于NO下游的一個(gè)信號(hào)分子。 2.100 mM NaCl脅迫處理48 h顯著地誘導(dǎo)了WT愈傷組織中交替途徑(AP)容量和AP對總呼吸的貢獻(xiàn)率，而在etrl-3愈傷組織中，鹽脅迫對其AP活性僅有輕微的誘導(dǎo)。鹽脅迫下，使用外源ACC處理可進(jìn)一步增加WT愈傷組織中AP活性，而ACC處理對etrl-3愈傷組織則幾乎無影響。另一方面，鹽脅迫下，使用乙烯生物合成抑制劑AOA處理WT愈傷組織則抑制了鹽脅迫誘導(dǎo)的

6、AP活性，表明ETH是鹽脅迫下誘導(dǎo)AP所必須的。鹽脅迫下，外源H2O2處理增加了WT愈傷組織中ETH的釋放，CAT(H2O2清除劑)處理則減少了ETH的釋放；鹽脅迫下，外源ACC處理減少了WT愈傷組織中H2O2的產(chǎn)生，AOA處理則增加了H2O2的產(chǎn)生，表明鹽脅迫下H2O2促進(jìn)了WT愈傷組織中ETH的釋放，而ETH減少了H2O2的產(chǎn)生。鹽脅迫下，AP抑制劑SHAM(salicylhdroxamic acid)處理導(dǎo)致了WT愈傷組織細(xì)胞遭受