ROS和離子通道在eATP調控蠶豆氣孔運動過程中的作用.pdf

1、保衛(wèi)細胞是研究植物細胞信號轉導的良好模式系統(tǒng)。在調節(jié)氣孔運動的多種信號通路中，保衛(wèi)細胞質膜上的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導機制，本文利用激光共聚焦掃描顯微技術檢測了eATP對保衛(wèi)細胞內ROS生成的影響，利用電生

2、理學方法檢測了eATP對保衛(wèi)細胞質膜鈣離子通道活性的影響，并對ROS與Ca2+通道之間的關系進行了探討。
　　 實驗結果顯示，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生可能是介導eATP促進氣孔開放效應的重要因素。共聚焦顯微鏡檢測的結果顯示，ATP處理之后，保衛(wèi)細胞內活性氧濃度顯著增加，為活性氧參與eATP調控氣孔運動的信號轉導過程提供了更為直接的證據(jù)。
　　 采用全細胞電壓鉗

4、技術，在蠶豆保衛(wèi)細胞質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)細胞質膜跨膜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)細胞質膜上Ca2+通道活性，促進了胞外Ca2+內流引起的。蠶豆保衛(wèi)細胞原生質體經DPI或DTT預處理后，跨膜鈣離子電流在外加ATP處理后沒有明顯增強，結果顯示ROS介導了eATP激活保衛(wèi)細胞質膜鈣通道的生理過程。
　　 依據(jù)以上結果推斷，eATP可以作為細胞外