● 摘要
植物生长物质Auxin、CTK和ABA对植物生长发育有重要调控作用。前人的研究表明,ABA通过提高保卫细胞H2O2、NO水平促进气孔关闭,Auxin、CTK通过降低H2O2、NO水平促进气孔开放。此外,合适浓度的Auxin、CTK均能抑制ABA诱导气孔关闭,但迄今为止此方面研究尚少且欠深入,更未见前述生长物质在调控气孔运动中相互作用的机制的研究。本文以蚕豆(Vicia faba.L)下表皮为材料,借助表皮条分析、药理学实验及激光共聚焦显微镜技术,研究了Auxin(IAA、NAA)和CTK (6-BA、KT)对ABA诱导气孔关闭的效应及其作用机制,旨在完善保卫细胞信号转导网络,亦为丰富和发展气孔运动机制理论积累资料和奠定基础。
本文的主要结果如下:
1. Auxin(IAA、NAA)、CTK (6-BA、KT)均以剂量依赖方式阻止ABA诱导气孔关闭。
2.IAA、NAA和6-BA、KT 阻止ABA诱导气孔关闭的效应可被AsA(H2O2清除剂)、DPI(H2O2合成酶NADPH氧化酶抑制剂)、cPTIO(NO清除剂)、L-NAME(NO合成酶NOS抑制剂)所模拟,暗示IAA、NAA和6-BA、KT 阻止ABA诱导气孔关闭的效应可能与保卫细胞H2O2、NO水平降低有关。
3.借助H2O2、NO的特异性荧光探针和LSCM技术发现,与AsA、DPI的作用相似, IAA、NAA和6-BA、KT确实阻止ABA诱导蚕豆保卫细胞H2O2水平升高;与cPTIO、L-NAME的作用相似,IAA、NAA和6-BA、KT确实阻止ABA诱导的蚕豆保卫细胞NO水平升高。这与AsA、DPI、cPTIO、L-NAME阻止ABA诱导气孔关闭的结果一致。这些结果表明IAA、NAA和6-BA、KT阻止ABA诱导气孔关闭的效应确实与保卫细胞H2O2、NO水平降低有关。
4.与AsA、cPTIO相似,6-BA、KT促进ABA诱导下已经关闭的气孔再次开放;与DPI、L-NAME相似,IAA、NAA未能促进ABA诱导下已经关闭的气孔再次开放。由此结果可见,6-BA、KT与H2O2、NO清除剂的效应一致,而IAA、NAA与H2O2、NO合成酶抑制剂的效应一致,这种一致暗示6-BA、KT可能通过清除已经由ABA诱导生成的H2O2、NO进而促进已经关闭的气孔再次开放,而IAA、NAA对已经由ABA诱导生成的H2O2、NO无清除效应,因而未使已经关闭的气孔再次开放。
5.借助H2O2、NO的特异性荧光探针和LSCM技术发现,ABA处理3h末保卫细胞H2O2、NO水平较高,此时加入6-BA、KT、AsA,H2O2水平在900s内即明显降低,1h时明显低于对照;此时加入6-BA、KT 、cPTIO,NO水平在900s内亦明显降低,1h时亦明显低于对照。此结果表明,象AsA、cPTIO一样,6-BA、KT确有清除ABA诱导生成的H2O2、NO的效应,这与6-BA、KT促进ABA诱导下已经关闭的气孔再次开放的结果一致。
6. 借助H2O2、NO的特异性荧光探针和LSCM技术发现,ABA处理3h末保卫细胞H2O2、NO水平较高,此时加入IAA、NAA、DPI,H2O2水平在900s内未见变化,1h时亦与对照无差异;此时加入IAA、NAA、L-NAME,NO水平在900s内亦无明显降低,1h时亦与对照无差异。此结果表明,象DPI、L-NAME一样,IAA、NAA确无清除ABA诱导生成的H2O2、NO的效应,这与IAA、NAA未能促进ABA诱导下已经关闭的气孔再次开放的结果一致。
综上所述,将6-BA、KT降低ABA诱导生成的H2O2、NO进而促进气孔开放,IAA、NAA未降低ABA诱导生成的H2O2、NO亦未促进气孔开放的结果与6-BA、KT和IAA、NAA均阻止ABA诱导H2O2、NO水平提高和气孔关闭的结果联系起来考虑,可以得出6-BA、KT通过清除、而IAA、NAA通过抑制合成阻止ABA诱导H2O2、NO水平提高进而阻止气孔关闭的结论。
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