光/暗条件下蚕豆上下表皮气孔运动比较研究

论文摘要

众多研究表明H2O2、NO、Ca2+和PK／PP参与保卫细胞信号转导，但H2O2、NO、Ca2+和PK／PP在光／暗调控上、下表皮气孔运动中的作用是否相同尚不清楚，光／暗调控上、下表皮气孔运动中H2O2与Ca2+、PK/PP的关系以及NO与Ca2+、PK／PP的关系是否存在差异也需要研究。本文借助表皮条分析和激光扫描共聚焦显微镜技术，对上述问题进行了比较研究。本文的主要结果如下：1．光下上、下表皮气孔开度均显著高于暗中，表明上、下表皮气孔关闭均被暗诱导；光下上表皮气孔开度小于下表皮，暗中则大于下表皮，表明下表皮气孔运动对光更敏感。2．光／暗调控上、下表皮气孔运动均与H2O2有关，上、下表皮保卫细胞H2O2水平均为光下低而暗中高；暗中下表皮气孔保卫细胞H2O2水平较上表皮为高。3．光／暗调控上、下表皮气孔运动均与NO有关，上、下表皮保卫细胞NO水平均为光下低而暗中高；暗中下表皮气孔保卫细胞NO水平较上表皮为高。4．光／暗调控上、下表皮气孔运动均有Ca2+参与；暗中下表皮保卫细胞内源Ca2+水平高于上表皮保卫细胞。5．光／暗调控上、下表皮气孔运动均有PK／PP（包括MAPK、CDPK、PTP）参与；暗中上表皮保卫细胞MAPK活性较高，下表皮保卫细胞CDPK及PTP活性较高。6．上、下表皮中，EGTA(Ca2+螯合剂)、LaCl3（质膜钙通道阻断剂）、RR（胞内钙通道阻断剂）显著抑制外源H2O2促进气孔关闭的效应，但CAT（H2O2清除剂）、Vc（清除H2O2的还原底物）及DPI（NADPH氧化酶的抑制剂）无显著抑制Ca2+促进气孔关闭的效应，暗示光／暗调控气孔运动中Ca2+在H2O2的下游起作用。内源H2O2检测结果显示，EGTA、LaCl3、RR能够抑制暗诱导的气孔关闭，但不降低暗诱导的保卫细胞H2O2水平升高；光下Ca2+诱导气孔关闭，但未诱导保卫细胞H2O2水平升高。上述结果证实，光／暗调控上、下表皮气孔运动中Ca2+在H2O2下游起作用。7．上、下表皮中，EGTA、LaCl3、RR显著抑制SNP（NO供体）促进气孔关闭的效应，但c-PTIO（NO清除剂），L-NAME（NOS抑制剂）无显著抑制Ca2+促进气孔关闭的效应，暗示光／暗调控气孔运动中Ca2+在NO的下游起作用。内源NO检测结果显示，EGTA、LaCl3、RR能够抑制暗诱导气孔关闭，但不降低暗诱导保卫细胞NO水平升高；光下Ca2+诱导气孔关闭，但未诱导保卫细胞NO水平升高。上述结果证实，光/暗调控上、下表皮气孔运动中Ca2+在NO的下游起作用。8．上、下表皮中，PD98059（MAPK抑制剂）、TFP（CDPK抑制剂）、PAO（PTP抑制剂）显著抑制暗和H2O2促进气孔关闭的效应。内源H2O2检测结果显示，PD98059、TFP、PAO抑制暗诱导和外源H2O2处理引起的保卫细胞H2O2水平升高。上述结果表明PK／PP通过调控H2O2水平调节气孔运动，但未排除PK／PP也可能在H2O2下游起作用。9．上、下表皮中，PD98059、TFP、PAO能够显著抑制暗和SNP促进气孔关闭的效应。内源NO检测结果显示，PD98059、TFP、PAO抑制暗诱导和外源NO处理引起的保卫细胞NO水平升高。上述结果表明PK／PP通过调控NO水平调节气孔运动，但未排除PK／PP也可能在NO下游起作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 保卫细胞信号转导研究进展
• 1.2 光/暗对气孔运动的调控
• 2O₂与气孔运动'>1.3 H₂O₂与气孔运动
• 2O₂的产生与清除'>1.3.1 H₂O₂的产生与清除
• 2O₂在气孔运动中的作用'>1.3.2 H₂O₂在气孔运动中的作用
• 1.4 NO与气孔运动
• 1.4.1 NO的产生
• 1.4.2 NO在气孔运动中的作用
• 2+与气孔运动'>1.5 Ca²⁺与气孔运动
• 2+的存在状态'>1.5.1 植物中Ca²⁺的存在状态
• 2+浓度增加的原因'>1.5.2 保卫细胞胞质Ca²⁺浓度增加的原因
• 2+在气孔运动中的作用'>1.5.3 Ca²⁺在气孔运动中的作用
• 1.6 PK/PP与气孔运动
• 1.6.1 PK/PP概述
• 1.6.2 CDPK与气孔运动
• 1.6.3 MAPK与气孔运动
• 1.6.4 PTP与气孔运动
• 2O₂、NO,Ca²⁺以及PK/PP等信号分子在气孔运动中的相互关系'>1.7 H₂O₂、NO,Ca²⁺以及PK/PP等信号分子在气孔运动中的相互关系
• 1.8 上、下表皮气孔比较研究进展
• 1.9 选题目的和意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 材料、试剂及主要仪器
• 2.1.1 植物材料和培养
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 表皮条试验
• 2O₂和NO荧光探针的装载'>2.2.2 H₂O₂和NO荧光探针的装载
• 2.2.3 激光扫描共聚焦显微检测
• 第3章 结果与分析
• 2O₂参与光/暗调控的气孔运动'>3.1 H₂O₂参与光/暗调控的气孔运动
• 3.2 NO参与光/暗调控的气孔运动
• 2+参与光/暗调控的气孔运动'>3.3 Ca²⁺参与光/暗调控的气孔运动
• 3.4 PK/PP参与光/暗调控的气孔运动
• 2+与H₂O₂、NO的关系'>3.5 Ca²⁺与H₂O₂、NO的关系
• 2+与H₂O₂关系'>3.5.1 Ca²⁺与H₂O₂关系
• 2+与NO的关系'>3.5.2 Ca²⁺与NO的关系
• 2O₂、NO的关系'>3.6 PK/PP与H₂O₂、NO的关系
• 2O₂的关系'>3.6.1 PK/PP与H₂O₂的关系
• 3.6.2 PK/PP与NO关系
• 第4章 讨论
• 4.1 光敏感性不同
• 2O₂、NO水平不同'>4.2 暗诱导下上、下表皮保卫细胞H₂O₂、NO水平不同
• 2+释放差异所导致的胞质Ca²⁺水平不同'>4.3 暗诱导下上、下表皮保卫细胞胞内钙库Ca²⁺释放差异所导致的胞质Ca²⁺水平不同
• 4.4 暗诱导下上、下表皮保卫细胞MAPK、CDPK、PTP活性不同
• 总结
• 参考文献
• 图版及图版说明
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果