茉莉酸甲酯诱导拟南芥保卫细胞H2O2的产生及其调节的研究

论文摘要

茉莉酸甲酯（Methyl-Jasmonate, MJ）作为植物体内一种内源信号分子,可诱导气孔关闭。但保卫细胞中 MJ 信号转导的分子机制还不是十分清楚。所以,本实验在表皮条生物分析基础上,主要利用激光扫描共聚焦显微成像技术,以野生型拟南芥叶片下表皮为材料, 研究茉莉酸甲酯诱导拟南芥保卫细胞 H2O2的产生及其被 Ca2+和 MAP 激酶调节的研究。 结果表明, 10-7-10-3mol/L 的 MJ 和H2O2都能诱导拟南芥气孔关闭, 其中, 10-5mol/L是二者的最适浓度。100U/ml CAT、10-5mol/L DPI 和 5mmol/L Vc 均能不同程度地逆转10-5mol/L MJ 诱导的气孔关闭。 用 10-5mol/L MJ 处理负载有 H2O2 荧光探针（H2DCF-DA）的表皮条 5min 时, 胞质 DCF 荧光有明显地增强, 而单独缓冲液处理的荧光却没有变化。100U/ml CAT、10-5mol/L DPI 和 5mmol/L Vc 均能不同程度地减少 MJ 诱导的 H2O2产生。这些结果说明,H2O2在 MJ 诱导气孔关闭中起重要作用。 当 10-5mol/L MJ 与 0.1mmol/L A23187共同处理负载有 H2O2荧光探针（H2DCF-DA）的表皮条时, 胞质 DCF 荧光有明显地增强。10-5mol/L MJ 先诱导胞质 DCF 荧光产生后,分别加入 0.5mmol/L EGTA 和 1mmol/L LaCl3 时,胞质 DCF 荧光都有不同程度地减弱;同样,当 10-5mol/L MJ 与 10-5mol/L H2O2共同处理负载有 Ca2+荧光探针（Fluo-3-AM）的表皮条时, 胞质荧光有明显的增强。110-5mol/L MJ 先诱导胞质 Ca2+ 荧光产生后,分别再加 100U/ml CAT 、10-5mol/L DPI 和 5mmol/L Vc 时, 胞质荧光都有明显地减弱。由此推测, 在 MJ 诱导拟南芥保卫细胞气孔关闭的过程中, 有胞质 H2O2和 Ca2+ 参与, 且二者在该过程中有一定的依赖关系, 即二者相互促进, 相互影响。 MEK1/2 专一抑制剂 PD98059 抑制 MJ 诱导保卫细胞内 H2O2 的产生和气孔的关闭。 当 MJ 和 H2O2诱导气孔关闭后,再用 PD98059 处理, 可使关闭的气孔重新开放, 同样PD98059 使 MJ 诱导增强的 DCF 荧光强度有所降低。因此,PD98059 通过抑制 MJ 诱导的 H2O2产生并清除其积累,从而阻断了 MJ 诱导的气孔关闭,也就是说 MAPK 可有效促进 MJ 诱导的 H2O2产生。 综上所述,在 MJ 诱导拟南芥保卫细胞气孔关闭过程中,H2O2起第二信使的作用,胞质 H2O2 和 Ca2+ 在该过程中有一定的依赖关系, 即二者相互促进, 相互影响。而且MAPK 可有效促进 MJ 诱导的 H2O2产生。

论文目录

• 主要英文缩写
• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 茉莉酸类物质的生物合成和代谢
• 1.2 JA/MJ 的生理功能
• 1.2.1 JA/MJ 对植物生长发育的调节
• 1.2.2 JA/MJ 与植物抗逆性及作用机理
• 1.2.3 JA/MJ 与ABA 功能的相似性
• 1.3 JA/MJ 对气孔运动的调节
• 1.3.1 保卫细胞气孔运动的特点
• 1.3.2 JA/MJ 调节气孔运动的信号转导
• 1.3.2.1 H202 在 JA/MJ 调节气孔运动中的作用
• 1.3.2.2 胞质Ca2+参与的JA/MJ 对气孔运动的调节
• 1.3.2.3 MAPK 与植物逆境信号传递途径
• 2 选题意义及依据
• 3 材料与方法
• 3.1 植物材料及化学试剂
• 3.2 表皮条生物分析
• 3.3 荧光探针的导入
• 3.4 激光扫描共聚焦检测荧光
• 4 结果与分析
• 20₂ 对拟南芥气孔开度的影响'>4.1 不同浓度的MJ 和H₂0₂对拟南芥气孔开度的影响
• 4.2 CAT、DPI 和Vc 对MJ 诱导气孔关闭的影响
• 20₂ 诱导气孔关闭的影响'>4.3 PD98059 对茉莉酸甲酯和H₂0₂诱导气孔关闭的影响
• 20₂产生的影响'>4.4 外源MJ 对拟南芥保卫细胞H₂0₂产生的影响
• 20₂ 产生的影响'>4.5 CAT , DPI 和Vc 对保卫细胞H₂0₂产生的影响
• 20₂和Ca²⁺的关系'>4.6 MJ 促进气孔关闭过程中, 胞质H₂0₂和Ca²⁺的关系
• 2+对H₂0₂产生的影响'>4.6.1 MJ 促进气孔关闭过程中胞质Ca²⁺对H₂0₂产生的影响
• 20₂对胞质Ca²⁺变化的影响'>4.6.2 MJ 促进气孔关闭过程中, H₂0₂对胞质Ca²⁺变化的影响
• 20₂产生的影响'>4.7 PD98059 对茉莉酸甲酯诱导的保卫细胞H₂0₂产生的影响
• 5 讨论
• 20₂是MJ诱导拟南芥保卫细胞气孔关闭的信号分子'>5.1 H₂0₂是MJ诱导拟南芥保卫细胞气孔关闭的信号分子
• 20₂和胞质Ca²⁺的可能关系'>5.2 MJ 诱导产生的H₂0₂和胞质Ca²⁺的可能关系
• 20₂有一定的促进作用'>5.3 MAP 激酶对MJ 诱导保卫细胞产生H₂0₂有一定的促进作用
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢