题目：NO和H2O2在UV-B辐射对蚕豆气孔运动的间接效应和ABA抑制气孔开放中的作用

大量研究已表明一氧化氮(NO)和过氧化氢(H2O2)作为信号分子介导着许多生物和非生物因子对植物生长发育及生理代谢过程中许多方面的调控。气孔由于其独特的形态结构和生理功能已成为研究植物细胞信号传导途径的模式材料，因而NO和H2O2在气孔运动中的信号转导作用也成为人们研究的热点。紫外线B(UV-B)辐射增强是目前人们普遍关注的环境问题之一，它对植物叶片气孔运动的影响既有直接作用也有间接作用。我们以前的工作已表明NO和H2O2作为信号分子介导着UV-B辐射诱导气孔关闭的直接作用[119]，但它们是否也参与UV-B辐射诱导气孔关闭的间接效应却不清楚。脱落酸(ABA)是植物体内具有广泛生理作用的一种植物激素，它对气孔运动的调控不仅表现在诱导气孔关闭，而且表现在抑制气孔开放。大量实验已表明NO和H2O2作为信号分子参与了ABA诱导气孔关闭的过程，但关于它们在ABA抑制气孔开放过程中的作用却知之较少。本论文以蚕豆幼苗叶片及其离体表皮条为材料，借助表皮条生物分析法、激光扫描共聚焦显微镜技术以及TPS光合仪，主要探讨了NO和H2O2在UV-B辐射间接诱导气孔关闭和ABA抑制气孔开放中的作用。主要实验结果如下：
0.2 Wm-2的UV-B辐射不仅能诱导蚕豆整体叶片气孔导度和开度的显著降低，而且能明显降低蚕豆叶肉组织的光合活性，但该强度的UV-B辐射却不能明显影响蚕豆离体表皮条的气孔开度。说明0.2 Wm-2 UV-B辐射主要通过间接途径调控了蚕豆叶片气孔运动。借助药理学实验和激光扫描共聚焦显微镜技术，进一步对该间接效应过程中是否有NO和H2O2的参与进行了探讨。结果显示：0.2 Wm-2 UV-B辐射能显著诱导蚕豆叶片保卫细胞内源NO和H2O2水平的升高，但不能诱导离体表皮条保卫细胞内源NO和H2O2水平的升高；NO专一性清除剂c-PTIO和一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME均能有效的抑制UV-B辐射诱导的叶片气孔关闭和保卫细胞内源NO水平的升高；抗坏血酸(ASC，一种清除H2O2的重要还原性物质)和过氧化氢酶(CAT, H2O2清除剂)也能有效的逆转UV-B辐射诱导的叶片气孔关闭和保卫细胞内源H2O2含量的升高。另外，外源NO或H2O2处理也能有效的诱导叶片气孔关闭。结果说明0.2 Wm-2 UV-B辐射对蚕豆叶片气孔关闭的间接诱导与NO和H2O2有关。
为了研究NO和H2O2在ABA抑制气孔开放过程中的作用，对经暗处理使气孔充分关闭的蚕豆离体表皮条在光下培养期间进行各种处理和测定。结果显示：外源ABA、H2O2和NO均能显著的抑制光诱导的蚕豆离体表皮条气孔开放，且随着浓度的增大抑制气孔开放的作用越明显；NOS抑制剂L-NAME和NO清除剂c-PTIO均不能有效逆转ABA抑制的气孔开放，且ABA抑制气孔开放过程中保卫细胞内源NO水平无明显变化；相反，ABA抑制气孔开放过程中保卫细胞内源H2O2水平明显增高，且H2O2清除剂CAT和H2O2合成酶抑制剂DPI (NADPH氧化酶抑制剂) 及SHAM (过氧化物酶抑制剂) 不仅能有效的逆转ABA抑制气孔开放的作用，而且能显著的抑制ABA诱导的保卫细胞内源H2O2水平的升高。结果说明H2O2参与了ABA抑制蚕豆离体表皮条气孔开放的信号转导过程，但NO没有参与。另外，结果也表明ABA抑制表皮条气孔开放过程中H2O2产生的酶途径有细胞壁过氧化物酶途径和NADPH氧化酶途径。
此外，在本实验中，我们还发现了不同浓度的NO释放剂硝普钠(SNP)对蚕豆离体表皮条气孔运动具有不同的效应：在100-300mol/L浓度范围内SNP不仅能够诱导气孔关闭，而且能诱导保卫细胞内源H2O2的产生，且上述效应均能够被H2O2合成酶抑制剂DPI和SHAM有效逆转；在500-1500 mol/L浓度范围内SNP不仅对表皮条气孔开度无明显影响，而且不能诱导保卫细胞内源H2O2的产生；当浓度大于2000 mol/L时SNP虽然又能导致气孔的关闭，但其对表皮条保卫细胞造成明显伤害，使其活力显著降低。上述结果说明不同浓度NO对气孔运动具有不同生理效应，且其作用与H2O2有关。另外，结果也表明外源NO诱导蚕豆保卫细胞H2O2的产生具有细胞壁过氧化物酶途径和NADPH氧化酶途径。