• 关键词：SO₂  萱草  保卫细胞  细胞凋亡  信号调节

• 基金项目：山西省科技攻关项目（No.201103111017-2）；山西省农业科学院育种工程项目（No.11yzgc071）

• 魏爱丽
• 太原师范学院生物系, 太原 030031

• 辛晓静
• 南开大学生命科学学院植物生物学和生态学系, 天津 300071

• 王云山
• 山西省农业科学院园艺研究所, 太原 030031

• 张超
• 山西省农业科学院园艺研究所, 太原 030031

• 曹冬梅
• 山西省农业科学院园艺研究所, 太原 030031

• 摘要：SO₂是一种常见的大气污染物，急性和慢性暴露都会对植物造成伤害.因此，本文以景观绿化植物萱草叶片下表皮为材料，研究了SO₂对气孔保卫细胞的致死效应及其可能的信号调节途径.结果表明，利用SO₂体内衍生物-亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液处理萱草表皮3 h后，随着处理浓度（1.0~5.0 mmol · L^-1）的增加，萱草保卫细胞生理活性下降，甚至死亡；浓度超过2.0 mmol · L^-1时，细胞死亡率显著增高（p<0.05），死细胞出现核固缩、核拉长、核碎片等典型凋亡特征，保卫细胞内的活性氧种（ROS）、一氧化氮（NO）和Ca²⁺水平显著升高.采用不同浓度的抗氧化剂过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸（AsA），Ca²⁺螯合剂乙二醇双四乙酸（EGTA） 和Ca²⁺通道抑制剂氯化镧（LaCl₃）及NO清除剂羧基-2苯-4，4，5，5-四甲基咪唑-1-氧-3氧化物（C-PTIO）和合成抑制剂叠氮钠（NaN₃）处理后，均可使SO₂衍生物诱发的细胞死亡率降低，以200 U · mL^-1 CAT、0.05 mmol · L^-1的AsA、EGTA、LaCl₃及0.20 mmol · L^-1的C-PTIO、NaN₃的效果最佳，同时胞内ROS、NO和Ca²⁺水平下降.以上结果表明，一定浓度的SO₂可诱导萱草保卫细胞死亡，可能通过诱导ROS和NO爆发，激活细胞质膜钙通道，进而引起胞内Ca²⁺增加，通过ROS-NO-Ca²⁺信号途径介导细胞死亡.SO₂诱导的萱草细胞死亡可能存在细胞凋亡过程.

• Abstract：Chronic and acute exposure to SO₂ is associated with increased risk of various damages of plants. In this study, SO₂-induced guard cells apoptosis and its signal regulation in Hemerocallis fulva were studied using epidermal strip experiment treated with different mixtures of sodium sulfite and sodium bisulfite (3:1, mmol · L^-1/mmol · L^-1). The results showed that with the increase of treatment concentration, the physiological activity of the guard cells declined and cell death occurred. While the concentration of SO₂ derivatives exceeded 2.0 mmol · L^-1, the percentage of cell death increased significantly (p<0.05). Typical features of apoptosis including nuclear condensation, nuclear elongation, fragmentation and apoptotic bodies were founded. Meanwhile, ROS, NO and Ca²⁺ level increased. However, the percentage of the cell death decreased when the strips exposed to SO₂ derivatives combined with different concentrations of antioxidant ascorbic acid (AsA) or catalase (CAT), C-PTIO (NO scavenger) or NaN₃ (nitrite reductase inhibitor), EGTA (Ca²⁺ chelating agent) or LaCl₃ (plasma membrane Ca²⁺ channel blocker), especially the concentration of 200 U · mL^-1 CAT, 0.05 mmol · L^-1 AsA, EGTA, LaCl₃ and 0.20 mmol · L^-1 C-PTIO, NaN₃. ROS, NO and Ca²⁺ level decreased as well. All results showed that the apoptosis induced by SO₂ in H. fulva might occur via ROS-NO-Ca²⁺ signal pathway.

• Key words：SO₂  Hemerocallis fulva  guard cell  cell apoptosis  signal regulation

• 
  摘要点击次数： 1809 全文下载次数： 2219