全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2015, 51 (8): 1299~1306　　doi: 10.13592/j.cnki.ppj.2015.0212 1299
收稿 2015-04-23　　修定 2015-07-20
资助 国家自然科学基金(31170370)和中央高校基本科研业务费
项目(GK201401005)。
* 通讯作者(E-mail: hejm@snnu.edu.cn; Tel: 029-85310266)。
磷脂酰肌醇3-磷酸在乙烯诱导蚕豆保卫细胞H2O2和NO产生以及气孔关
闭中的作用
高媛, 樊彩明, 胡洁, 贺军民*
陕西师范大学生命科学学院, 西安710062
摘要: 以蚕豆(Vicia faba)叶片下表皮为材料, 结合药理学试验、气孔开度分析和激光扫描共聚焦显微镜技术, 探讨磷脂酰肌
醇3-磷酸(PI3P)在乙烯诱导蚕豆保卫细胞中H2O2和NO产生以及气孔关闭中的作用。结果显示, 磷脂酰肌醇3-激酶抑制剂沃
曼青霉素(WM)和LY294002 (LY)显著抑制乙烯释放剂乙烯利诱导的蚕豆保卫细胞H2O2和NO产生以及气孔关闭, 外源H2O2
和NO处理能完全逆转WM和LY对乙烯利诱导的气孔关闭的抑制效应。结果暗示, PI3P通过诱导信号分子H2O2和NO的产
生参与了乙烯诱导蚕豆气孔关闭的细胞信号转导过程。
关键词: 磷脂酰肌醇3-磷酸; 一氧化氮; 过氧化氢; 乙烯; 气孔运动
The Roles of Phosphatidylinositol 3-Phosphate in Ethylene-Induced Stomatal
Closure and Production of H2O2 and NO in Broad Bean Guard Cells
GAO Yuan, FAN Cai-Ming, HU Jie, HE Jun-Min*
School of Life Sciences, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China
Abstract: By pharmacological analysis, stomatal bioassay and laser-scanning confocal microscopy, the roles of
phosphatidylinositol 3-phosphate (PI3P) in ethylene-induced hydrogen peroxide (H2O2) and nitric oxide (NO)
production in guard cells and stomatal closure were studied in the epidermal strips of abaxial surface of broad
bean (Vicia faba) leaves. The results showed that both wortmannin (WM) and LY294002 (LY), inhibitors of
phosphatidylinositol 3-kinase, significantly inhibited ethephon (ethylene-releasing compound)-induced produc-
tion of H2O2 and NO in guard cells and subsequent stomatal closure, while application of exogenous H2O2 and
NO completely rescued the inhibitory effect of WM and LY on the ethephon-induced stomatal closure. These
results suggest that PI3P participates in the signal transduction pathway of ethylene-induced stomatal closure
via inducing the signaling molecules H2O2 and NO in guard cells of broad bean.
Key words: phosphatidylinositol 3-phosphate; nitric oxide; hydrogen peroxide; ethylene; stomatal movement
乙烯是一种在植物生长发育和响应生物与非
生物胁迫刺激中起重要作用的植物激素, 因此, 关
于植物细胞响应乙烯的信号转导机制备受关注。
气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的窗
口, 也是病原菌进入植物体内的门户, 因此, 气孔
运动在植物生命活动中起着非常重要的作用。大
量研究表明, 乙烯参与气孔运动的调控, 但关于乙
烯在不同刺激调控气孔运动中的作用却有不同的
报道(Acharya和Assmann 2009; Wilkinson和Davies
2010)。一些研究表明乙烯诱导蚕豆、拟南芥、大
豆和玉米等多种植物的气孔关闭(Young等2004;
Desikan等2006; 李杰等2007; 刘国华等2009; Liu等
2010, 2013; Ge等2015), 也介导一些刺激如紫外线
B (UV-B)辐射和油菜素内酯诱导的气孔关闭(He等
2011; Shi等2015); 相反, 许多研究也表明乙烯抑制
黑暗、脱落酸(ABA)和一些逆境刺激诱导的气孔
关闭(Levitt等1987; Tanaka等2005; Wilkinson和Da-
vies 2009; Benlloch-González等2010; Song等2011),
也介导生长素、细胞分裂素及高湿等刺激诱导的
气孔开放(Merritt等2001; Tanaka等2006; Arve和
Torre 2015)。尽管乙烯对气孔运动的调控作用已
有较多研究, 但是目前关于其调控气孔运动的细
胞信号转导机制却认识有限。
过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)作为植物体
植物生理学报1300
内重要的信号分子广泛参与植物生长发育和响应
生物与非生物胁迫刺激的信号转导过程(Neill等
2002; Qiao和Fan 2008; Wilson等2008), 也参与
ABA、茉莉酸、水杨酸、臭氧、暗和UV-B辐射等
多种刺激诱导气孔关闭的信号转导过程(Neill等
2008; Wang和Song 2008)。前人研究也表明, 在乙
烯诱导气孔关闭的信号转导途径中, H2O2和NO作
为信号分子也参与其中(Desikan等2006; 李杰等
2007; 刘国华等2009; Liu等2010, 2013; Ge等2015;
Shi等2015)。但是, 关于乙烯通过何种机制诱导保
卫细胞H2O2和NO的产生却并不清楚。磷脂酰肌
醇3-磷酸(PI3P)是磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)特异性
地催化磷脂酰肌醇(PI)环上的第3位羟基磷酸化后
生成的催化产物之一, 它作为一种新型第二信使
广泛参与动物细胞多种生理过程的信号转导(Ra-
meh和Cantley 1999)。动物细胞中存在底物专一性
不同的三种类型的PI3K (Toker和Cantley 1997), 而
植物细胞中目前仅发现类似于动物细胞类型III的
PI3K, 它特异催化PI转变为PI3P (Bunney等2000)。
尽管植物细胞中PI3P的形成途径较为单一, 但研究
已表明它作为信号分子也广泛参与植物细胞许多
生理过程的调控。如: 转录调控(Bunney等2000)、
物质运输(Thole和Nielsen 2008)、根毛生长(Lee等
2008a)、花粉发育(Lee等2008b)、盐胁迫(Leshem
等2007)、抗病性(Peleg-Grossman等2007; Kale等
2010)、暗、二氧化碳和UV-B诱导的气孔关闭
(Jung等2002; Kolla等2007; 李惠民等2013)、生长
素调控的根向重力性(Joo等2005)、ABA调控叶片
衰老(Hung和Kao 2005)和ABA诱导的气孔关闭
(Park等2003)等。然而, 目前关于PI3P是否也参与
乙烯的信号转导却并不清楚。在动物细胞中, 研
究表明PI3P通过直接激活NADPH氧化酶来诱导
H2O2的合成(Ellson等2006)。在植物中, PI3P也参
与盐胁迫(Leshem等2007)、病原菌(Peleg-Gross-
man等2007)、生长素(Joo等2005)、ABA (Park等
2003; Hung和Kao 2005)和UV-B辐射(李惠民等
2013)等刺激诱导的H2O2产生。然而, 关于PI3P是
否也参与信号分子NO的产生以及是否参与乙烯诱
导的H2O2和NO产生却并不清楚。
尽管前人研究已表明信号分子H2O2和NO参
与植物激素乙烯的信号转导, PI3P参与多种刺激下
植物细胞的H2O2产生和细胞信号转导过程, 但关
于PI3P在乙烯的细胞信号转导及其诱导的信号分
子H2O2和NO产生中的作用却并不清楚。本文以
蚕豆(Vicia faba)表皮为材料, 结合药理学和细胞生
物学的研究方法, 研究PI3P在乙烯诱导保卫细胞
H2O2和NO产生以及气孔关闭中的作用, 旨在完善
和发展乙烯诱导气孔关闭的细胞信号转导机制。
材料与方法
1 植物材料及培养
选取籽粒饱满、大小一致的蚕豆(Vicia faba
L.)品种‘成胡10号’种子(购于陕西省汉中市农科
所)。种子经0.1%的HgCl2灭菌和清水冲洗后, 25
℃下浸种24 h并催芽3 d后播种。然后置于人工气
候箱内培养, 培养条件为: 光/暗周期14 h/10 h、昼/夜
温度(25±2) ℃/(20±2) ℃、光照强度200 µmol·m-2·s-1、
相对湿度为80%。幼苗生长期间每天浇水1次。取
3~4周龄幼苗茎顶端完全展开的第一对叶片作为
试验材料。
2 表皮条的制备和处理
取幼苗顶端生长良好、完全展开的第一对叶
片。用镊子撕取叶片下表皮, 毛刷轻轻刷去表皮
条上粘附的叶肉细胞后, 用刀片将表皮条分割成
大约长1 cm、宽0.5 cm的小表皮条。将新鲜的表
皮条置于盛有MES-KCl缓冲液(10 mmol·L-1 MES-
KOH, 50 mmol·L-1 KCl, 0.1 mmol·L-1 CaCl2, pH
6.15)的小培养皿内, 在光强为200 µmol·m-2·s-1的可
见光下对表皮条处理2 h, 使其气孔充分开放。然
后, 将表皮条转移到新鲜的MES-KCl缓冲液或含
100、300和500 μmol·L-1的乙烯利、10 μmol·L-1沃
曼青霉素 (wor tmann in , WM)、50 μmol ·L -1
LY294002 (LY)、10 μmol·L-1二苯基碘(diphenylene
iodonium chloride, DPI)、1 mmol·L-1钨酸钠、100
μmol·L-1 H2O2或100 μmol·L
-1硝普钠(sodium nitro-
prusside, SNP)的MES-KCl缓冲液中, 继续于200
µmol·m-2·s-1可见光下处理3 h。处理结束后, 表皮
条立即用于气孔开度或保卫细胞中NO和H2O2水
平的检测。洗脱试验中, 经不同浓度乙烯利处理3
h后的表皮条立即用新鲜MES-KCl缓冲液洗脱, 然
后置于新鲜的MES-KCl缓冲液中继续于可见光下
培养3 h后测量气孔开度。
高媛等: 磷脂酰肌醇3-磷酸在乙烯诱导蚕豆保卫细胞H2O2和NO产生以及气孔关闭中的作用 1301
3 气孔开度的测量
气孔开度的测量参照McAinsh等(1996)的方
法在装有测微尺的光学显微镜下进行。气孔开度
的大小为2个保卫细胞内侧细胞壁边缘之间的最
大距离。每组试验测量3个表皮条, 每个表皮条测
量20个气孔, 重复3次, n=180。图中数据为平均值
±标准误差 , 相同字母表示数据间差异不显著
(P≥0.05)。显著性分析采用Duncan多重统计分
析法。
4 保卫细胞中H2O2和NO水平的测定
保卫细胞中H2O2和NO的检测分别参照Cath-
cart等(1983)和Kojima等(1998)的方法并稍加修
改。在上述各种处理结束后, 表皮条立即置于含50
μmol·L-1 H2O2荧光探针乙酰乙酸盐-2,7-二氯荧光
素(H2DCF-DA, 购自Biotium公司)或含10 µmol·L
-1
NO荧光探针乙酰乙酸盐-4,5-二氨基荧光素(DAF-
2DA, 购于Biotium公司)的Tris-KCl缓冲液(10
mmol·L-1 Tris, 50 mmol·L-1 KCl, pH 7.2)中。然后,
25 ℃黑暗下分别孵育10或30 min后用新鲜的Tris-
KCI缓冲液洗去表皮条表面的多余荧光染料, 用激
光扫描共聚焦显微镜(Leica, TCS SP2)检测。激光
扫描共聚焦显微镜工作参数为: 激发光波长488
nm, 发射光波长505~530 nm。所得图像用Leica图
片软件和Photoshop软件分别分析荧光强度和制作
图版。为了比较处理间的荧光强度, 所有处理的
图像均在相同条件下获得。每次试验的每个处理
测量3个来源于不同植物的表皮条。试验重复3
次。文中所列图片为9次测量的代表性图片。荧
光强度为平均值±标准误差(n=90)。
实验结果
1 乙烯对蚕豆气孔开度的影响
图1显示, 乙烯释放剂乙烯利可诱导蚕豆表皮
条气孔关闭, 且随着乙烯利浓度的增大气孔关闭
程度越大, 说明乙烯利诱导气孔关闭具有明显的
浓度依赖性。当表皮条在不同浓度的乙烯利溶液
中处理3 h后立即用新鲜MES-KCl缓冲液洗脱, 然
后置于新鲜的MES-KCl缓冲液中继续于可见光下
培养3 h进行洗脱实验。结果显示 , 100和300
μmol·L-1的乙烯利处理后的表皮条经洗脱后气孔
开度能完全恢复到对照水平, 说明该浓度乙烯利
处理下的保卫细胞保持很好的活性。由于乙烯利
溶液呈酸性, 而pH值的变化对气孔运动有明显影
响(魏琳等2015)。为了排除乙烯利溶液pH值的变
化对蚕豆表皮条气孔运动的影响, 分别测定了含
100、300和500 μmol·L-1乙烯利的MES-KCl缓冲液
的pH值, 发现缓冲液pH值由原来的6.15分别降低
到6.13、6.09和6.03。然后用HCl将pH 6.15的
MES-KCl缓冲液分别调节到上述各浓度乙烯利溶
液对应的pH值, 检测了不同pH值的MES-KCl缓冲
液对蚕豆表皮条气孔运动的影响。结果显示, 可
见光下蚕豆表皮条在pH值为6.15~6.03的MES-KCl
缓冲液中气孔开度无明显差异(结果略)。该结果
进一步说明上述各浓度乙烯利溶液处理下气孔开
度的降低并不是由于溶液pH值的变化所引起, 而
是由于乙烯利溶液释放的乙烯所诱导的。由于乙
烯利浓度在300 μmol·L-1时诱导蚕豆表皮条气孔关
闭的程度明显大于100 μmol·L-1, 且其不影响表皮
条保卫细胞的活性, 因此我们在后续的试验中选
择300 μmol·L-1的乙烯利作为适宜的外源乙烯处理
浓度。
2 PI3P生物合成抑制剂对乙烯诱导气孔关闭的
影响
在不加乙烯利的可见光下, PI3P生物合成抑
制剂WM和LY处理均能一定程度地促进蚕豆表皮
条的气孔开度(图2), 这与Jung等(2002)的研究结果
一致。该结果暗示正常可见光下保卫细胞内有少
量PI3P的产生, 其作用是一定程度地抑制可见光诱
图1 不同浓度乙烯利对蚕豆气孔开度的影响
Fig.1 Effect of different concentrations of ethephon on
stomatal aperture in broad bean
各柱形上不同小写字母表示差异达0.05显著水平, 下图同。
植物生理学报1302
导的气孔开放。与不加乙烯利的对照相比, 单纯
乙烯利处理3 h显著诱导了蚕豆表皮条的气孔关
闭; 但在乙烯利与WM或LY共同存在时乙烯利诱
导的气孔关闭被显著抑制, 此时气孔开度与不加
乙烯利的对照基本相同。该结果暗示PI3P在乙烯
诱导气孔关闭过程中起着重要的正调节作用。
3 PI3P生物合成抑制剂对乙烯诱导保卫细胞H2O2
产生的影响
图3-A、B显示, 随着乙烯利处理时间的延长,
保卫细胞中H2O2水平逐渐升高, 但NADPH氧化酶
抑制剂DPI能完全抑制乙烯利诱导的保卫细胞
H2O2水平升高。该结果与Desikan等(2006)的结果
图2 WM和LY对乙烯利诱导气孔关闭的影响
Fig.2 Effects of WM and LY on the ethephon-induced
stomatal closure
图3 WM、LY、DPI和钨酸钠对乙烯利诱导保卫细胞中H2O2或NO产生的影响
Fig.3 Effects of WM, LY, DPI and tungstate on the ethephon-induced H2O2 or NO production in guard cells
A和C分别为具有代表性的单个保卫细胞H2O2和NO荧光图。图中标尺为25 μm, 适用于所有荧光图片; 荧光图中插入的小图为各荧光
图对应的明场图, 显示保卫细胞的开度; B和D分别为H2O2和NO的平均荧光强度。
高媛等: 磷脂酰肌醇3-磷酸在乙烯诱导蚕豆保卫细胞H2O2和NO产生以及气孔关闭中的作用 1303
一致, 说明乙烯诱导了保卫细胞NADPH氧化酶途
径来源的H2O2产生。与DPI的作用相似, PI3P生物
合成抑制剂WM或LY也能显著抑制乙烯利诱导的
保卫细胞中H2O2产生(图3), 暗示PI3P介导了乙烯诱
导保卫细胞NADPH氧化酶途径来源的H2O2产生。
4 H2O2对PI3P生物合成抑制剂抑制乙烯诱导气孔
关闭的影响
为了说明PI3P介导乙烯诱导气孔关闭的作用
与其促进保卫细胞H2O2产生的关系, 进一步研究
了外源H2O2处理对WM和LY抑制乙烯诱导气孔关
闭的影响。图4显示, 外源H2O2处理不仅能完全逆
转NADPH氧化酶抑制剂DPI对乙烯利诱导气孔关
闭的抑制效应, 也能完全逆转PI3P生物合成抑制剂
对乙烯利诱导气孔关闭的抑制效应。该结果不仅
再次证明NADPH氧化酶途径来源的H2O2参与了
乙烯诱导气孔关闭的信号转导(Desikan等2006), 而
且也暗示在乙烯诱导气孔关闭的信号转导途径中
PI3P的作用可能在NADPH氧化酶途径来源的H2O2
的上游。
原酶途径来源的NO产生。与钨酸钠的作用相似,
用WM或LY抑制PI3P的合成也显著抑制了乙烯利
诱导的保卫细胞NO产生(图3-C、D), 这暗示在乙
烯处理下保卫细胞PI3P的形成诱导了硝酸还原酶
途径来源的NO产生, 也暗示在乙烯诱导气孔关闭
的信号转导途径中PI3P的作用可能在NO的上游。
6 SNP对PI3P生物合成抑制剂抑制乙烯诱导气孔
关闭的影响
为了进一步说明在乙烯诱导气孔关闭的信号
转导途径中PI3P和NO的关系, 利用NO释放剂SNP
研究了外源NO处理对WM和LY抑制乙烯诱导气
孔关闭的影响。图5显示, SNP不仅能完全逆转硝
酸还原酶抑制剂钨酸钠对乙烯利诱导蚕豆气孔关
闭的抑制效应, 也能完全逆转PI3P生物合成抑制剂
对乙烯利诱导气孔关闭的抑制效应。该结果不仅
再次表明硝酸还原酶途径来源的NO参与了乙烯诱
导气孔关闭的过程, 也暗示在乙烯诱导气孔关闭
的信号转导途径中PI3P的作用可能在硝酸还原酶
途径来源的NO的上游。
图4 H2O2逆转DPI、WM和LY对乙烯利诱导气孔关闭的
抑制效应
Fig.4 H2O2 rescued the inhibitory effect of DPI, WM and LY
on the ethephon-induced stomatal closure
5 PI3P生物合成抑制剂对乙烯诱导保卫细胞NO
产生的影响
图3-C、D显示, 随着乙烯利处理时间的延长,
保卫细胞内源NO水平逐渐升高, 而硝酸还原酶抑
制剂钨酸钠能显著抑制乙烯利诱导的NO水平升
高。该结果与前人的研究结果一致 (刘国华等
2009), 再次说明乙烯诱导了蚕豆保卫细胞硝酸还
图5 SNP逆转钨酸钠、WM和LY对乙烯利诱导气孔关闭的
抑制效应
Fig.5 SNP rescued the inhibitory effect of tungstate, WM and
LY on the ethephon-induced stomatal closure
讨　　论
近年来, PI3K的催化产物PI3P作为一种新型
第二信使的作用备受人们关注。在动物细胞中,
大量证据已证实PI3P作为信号分子广泛参与多种
生理过程的信号转导(Rameh和Cantley 1999)。在
植物中, 人们利用PI3K的抑制剂WM和LY、检测
PI3P含量变化、转化PI3P结合蛋白和遗传学分析
植物生理学报1304
等方法和技术, 已表明PI3P参与植物生长发育和响
应多种生物和非生物胁迫刺激的信号转导过程
(Bunney等2000; Kolla等2007; Leshem等2007; Lee
等2008a, b; Kale等2010; 李惠民等2013), 也参与植
物激素生长素和ABA的信号转导(Hung和Kao
2005; Joo等2005)。但是, 关于PI3P是否也参与植
物激素乙烯的信号转导却并不清楚。由于低浓度
的WM和LY只能显著抑制PI3K的活性, 而不抑制
其他磷脂激酶的活性(Jung等2002), 因此利用低浓
度的WM和LY来探测PI3K催化产物PI3P在植物体
内的作用是研究人员普遍采用的方法(Park等2003;
Leshem等2007; Peleg-Grossman等2007; Lee等
2008a; Kale等2010)。低浓度的WM和LY显著抑制
乙烯利诱导蚕豆气孔关闭的实验结果首次暗示
PI3P作为信号分子参与了植物激素乙烯诱导气孔
关闭的信号转导过程(图2)。本文结果结合前人研
究已表明PI3P也参与暗、ABA、二氧化碳和UV-B
辐射等刺激诱导气孔关闭的实验结果(Jung等2002;
Park等2003; Kolla等2007; 李惠民等2013), 证明了
PI3P可能是各种刺激调控气孔运动过程中的一个
重要而普遍的第二信使。
H2O2作为信号分子不仅参与植物生长发育和
响应生物和非生物胁迫刺激的信号转导(Neill等
2002; Rameh和Cantley 1999), 也参与ABA、茉莉
酸、水杨酸、臭氧和暗等多种刺激诱导气孔关闭
的信号转导过程(Wang和Song 2008)。在乙烯诱导
气孔关闭的信号转导途径中, 前人研究不仅表明
H2O2作为信号分子参与其中(Desikan等2006; 刘国
华等2009; Liu等2013), 而且乙烯诱导保卫细胞
H2O2产生可能来源于NADPH氧化酶(Desikan等
2006)、细胞壁过氧化物酶(He等2011)和多胺氧化
酶(Liu等2013)等多种途径。但是, 关于乙烯通过
何种机制诱导保卫细胞H2O2形成却并不清楚。在
动物细胞中 , Jung等(2002)研究表明PI3P能与
NADPH氧化酶复合体的p40phox组分直接结合而活
化NADPH氧化酶途径来源的H2O2产生。然而, 在
植物细胞中至今并未发现p40phox的类似物。尽管
一些研究暗示PI3P也参与植物NADPH氧化酶途径
来源的的H2O2产生(Park等2003; Hung和Kao 2005),
但也有证据暗示PI3P参与了细胞壁过氧化物酶途
径来源的H2O2产生(李惠民等2013)。本文结果显
示PI3P生物合成抑制剂和NADPH氧化酶抑制剂均
能显著抑制乙烯诱导的蚕豆保卫细胞H2O2产生(图
3-A、B)和气孔关闭(图4), 再次暗示PI3P参与了
NADPH氧化酶途径来源的H2O2产生。然而, 乙烯
诱导保卫细胞H2O2产生也可能来源于细胞壁过氧
化物酶(He等2011)和多胺氧化酶(Liu等2013)途
径。因此, 在乙烯处理下PI3P到底调控了哪种途径
来源的H2O2形成及其具体机制如何仍有待进一步
探明。
信号分子NO也广泛参与多种刺激诱导气孔
关闭的信号转导过程(Neill等2002, 2008; Qiao和
Fan 2008; Wilson等2008)。在乙烯诱导气孔关闭的
信号转导途径中, 前人研究表明硝酸还原酶途径
来源的NO参与该信号转导过程(刘国华等2009;
Liu等2010), 这与本文硝酸还原酶抑制剂钨酸钠处
理的实验结果相一致(图3、5)。本文结果进一步
显示, PI3P生物合成抑制剂WM和LY均显著抑制
乙烯诱导蚕豆保卫细胞H2O2和NO的产生(图3), 外
源H2O2和NO也能完全逆转WM和LY对乙烯诱导
气孔关闭的抑制效应(图4、5)。这些结果又进一
步暗示在乙烯诱导气孔关闭的信号转导途径中信
号分子H2O2和NO均位于PI3P的下游。然而, 关于
乙烯诱导气孔关闭过程中位于PI3P下游的H2O2和
NO之间的关系却并不清楚。前人研究结果显示,
ABA、胞外钙调素、UV-B辐射和油菜素内酯等刺
激诱导保卫细胞NO的产生均依赖于H2O2, 而这些
刺激诱导保卫细胞H2O2的产生并不依赖于NO
(Bright等2006; Li等2009; He等2013; Shi等2015)。
与上述结果相一致, 刘国华等(2009)也研究表明乙
烯诱导保卫细胞NO的产生依赖于H2O2。这些结
果均说明在乙烯等多种刺激诱导气孔关闭的信号
转导途径中NO位于H2O2的下游。结合上述证据
以及本文实验结果, 推测在乙烯诱导气孔关闭的
信号转导途径中, H2O2可能位于PI3P的下游和NO
的上游, 它介导了PI3P诱导保卫细胞NO的产生。
然而, 是否存在PI3P直接调控保卫细胞NO产生的
可能性也需进一步研究。
在乙烯诱导气孔关闭的信号转导途径研究中,
近期的研究已表明异三聚体G蛋白和胞质碱化也
参与了乙烯诱导保卫细胞H2O2或NO的产生(Liu等
2010; Ge等2015)。结合本文的研究结果, 可见
高媛等: 磷脂酰肌醇3-磷酸在乙烯诱导蚕豆保卫细胞H2O2和NO产生以及气孔关闭中的作用 1305
PI3P、异三聚体G蛋白和胞质碱化均参与乙烯诱
导保卫细胞H2O2和NO产生的信号转导过程, 但是
在该过程中它们之间的相互关系今后尚需进一步
探明。
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