全 文 ：第 !" 卷 第 ## 期
$ % # $ 年 ## 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01!"!*/1##
*/23!$ % # $
收稿日期" $%## 4## 4%## 修回日期" $%## 4#$ 4$!$
基金项目" 国家自然科学基金项目 ’9%"5#5$5( # 高等学校博士学科点专项科研基金 ’$%%6%%#!##%%#!( # "\9 国家高技研究发展项目
’$%##,,#%%$%#( $
! 沈应柏为通讯作者$
机械刺激触发沙冬青细胞产生依赖 ’=$ q的 Jq内流!
高海波#!$:沈应柏$:黄秦军9
’#3临沂大学生命科学学院:临沂 $5\%%;# $3北京林业大学生物科学与技术学院:北京 #%%%"9#
93中国林业科学研究院林业研究所:北京 #%%%6#(
摘:要! :采用非损伤微测技术并结合激光共聚焦显微镜!研究沙冬青悬浮细胞遭受机械刺激后!胞内发生的早期
信号事件的变化规律及信号间的作用关系$ 结果表明" 沙冬青悬浮细胞遭受机械刺激后激活了不同类型的 ’=$ q
通道触发了 ’=$ q内流!药理学试验表明沙冬青质膜上存在着应力激活的 ’=$ q通道# 机械刺激触发沙冬青细胞
J$c$的积累及 J
q内流依赖于胞外 ’=$ q的内流# 并且 Jq内流与 J$c$的积累有关!J$c$是引起 J
q内流的上游信号$
关键词" :沙冬青# 悬浮细胞# 机械刺激# ’=$ q流# Jq流# J$c$
中图分类号! &!991#:::文献标识码! ,:::文章编号! #%%# 45!"""$%#$### 4%%9\ 4%Y)*34Z "*!%$ qM/,$,)5,)1[q1" -4($,)5,5!,3("*.##&$+$%",%’*/#&,0&1+)*/
+&’CC,&,572 D,.B%)’.%3-1’#43%1’")
K=/J=AN/#!$:& MA>HN=A$:JI=>HlA>WI>9
’#B3)5$2$),&0,$7=0$1=$! &01%0J106$*90+%:&01%0$5\%%;# $B3)5$2$),.0)5)20=’57=0$1=$’1/ .0)+$=>1)5)2%! .$0@012 8)*$9+*%
J106$*90+%:.$0@012 #%%%"9# 9B<$9$’*=> ?19+0+4+$),8)*$9+*%! 3>01$9$:=’/$;%),8)*$9+*%:.$0@012 #%%%6#(
67(1&%.1" :JBCNA2/CBFOBBQA>H/> E0=>SA>B2AS=N0LCBFI0SFA> SAR=0FSADI0=SA/> S/E0=>SF3Y0=>SF!
EBCRBA2B=>Q CBFE/>Q S/FIR< FSADI0=SA/> =SSQ /CH=>AFD=00B2B03+=0A>HB2B>SF/O
:;;)E0E+’1+>49;)12)50=49A>QIRBQ NLDBR<=>AR=0FSADI0=SA/> TAS< S/>?A>2=FA2BDARC/?SBFSSBR<>AkIB=>Q S
O/R=0
0=FBCFR=>>A>HDARC/FR/EBSBR<>AkIB3+AR=0FSADI0A=RSA2=SBQ QAOBCB>SSLEBF/OR=0RAIDR<=>>B0F!
TQIRBQ A>O0IV/OR=0RAID S/:B;)12)50=49RB0F3Y<=CD=R/0/HLBVEBCADB>SFEC/2BQ E0=FD=DBDNC=>B/O:B
;)12)50=49RB0F<=2BFSCBSR>B0F3[BR<=>AR=0FSADI0=SA/> SCAHHBCBQ EBC/VAQBEC/QIRSA/>
=>Q EC/S/> A>O0IV! TQBQ /> SO0IV3JLQC/HB> EBC/VAQBEC/QIRSA/> T=F=> IEFSCB=DFAH>=0TA>QIRBQ EC/S/> A>O0IV3
8,2 9"&5(" : :;;)E0E+’1+>49;)12)50=49# RB0FIFEB>FA/>F# DBR<=>AR=0FSADI0=SA/># R=0RAID O0IV# EC/S/> O0IV#
EBC/VAQB
::昆虫取食或人工机械损伤植株均能诱导植物防
御相关基因的表达’[AS<{OBC$+’5B! $%%;(!但防御基
因表达的类型并不完全相同# 触摸或降雨等机械刺
激!并不引起植物产生类似昆虫取食后诱导的防御
反应’JBA0$+’5B! $%%\($ 机械刺激是诱导植物产生
防御反应的激发子之一!植物对这类激发子的识别
能力!是区分昆虫取食活动引起的机械伤害与人工
机械伤害的基础$
针刺)触摸)风力等机械刺激均会诱导植物细胞
内游离 ’=$ q浓度升高’7C==D! $%%;($ 在植物细胞
的质膜上存在着种类众多对机械刺激敏感的 ’=$ q
通道!植株对机械刺激的感知与跨膜 ’=$ q流密切相
关’Y0ABS< $+’5B! $%%$# +/L/S=$+’5B! $%%"($ 植物细
胞对机械刺激的感知!与 Jq流和活性氧的产生密
切联系!二者是联系 ’=$ q信号与机械刺激诱导的下
游信号的纽带’[/>F<=IFB> $+’5B! $%%6($ Jq流的
变化是植物细胞对机械刺激感知的重要机制!可将
感知的机械刺激信号转化为胞内信号!从而调节基
因转录的作用’-=E/IF$+’5B! #66"($ 多种环境刺激
均引起植物细胞 ’=$ q的内流及活性氧的产生!说明
这 $ 种不同的胞内第二信使分子在感受外界环境的
变化过程中经常起到协同作用!存在密切联系
:第 ## 期 高海波等" 机械刺激触发沙冬青细胞产生依赖 ’=$ q的 Jq内流
’KIF?[=LBC$+’5B! #66"# -BHIw$+’5B! #665($
沙冬青 ’:;;)E0E+’1+>49;)12)50=49( 为 豆 科
’-BHIDA>/F=B(沙冬青属!是亚洲中部荒漠地区唯一
的常绿灌木!是园林绿化)防风固沙等方面一种重要
的荒漠资源植物’夏恩龙等! $%%\($ 沙冬青自然分
布区遭受多种地上害虫的危害!导致沙冬青现存种
群数量减少!如果虫害在引种地大面积暴发!就可能
导致引种失败’许胜利等! $%%\($ 因此!加强沙冬
青害虫发生规律及其防治策略的研究!对珍稀濒危
植物沙冬青的资源保护和引种栽培!发挥其生态和
景观效益都具有重要的理论和实践意义$
%非损伤微测系统&可以在不接触被测样品的
情况下获取进出样品的各种分子b离子流速及其运
动方向的信息!是研究生物膜运输系统的有力工具
’*BTD=>! $%%# ($ 本试验借助于非损伤微测技术
及激光共聚焦显微镜!研究沙冬青细胞感受机械刺
激后!细胞 ’=$ q流)Jq流及 J$c$之间的信号关系$
目的在于揭示沙冬青细胞对机械刺激这类非生物激
发子的识别机理!阐明 ’=$ q!Jq!J$c$等相关信号
物质在沙冬青细胞对机械损伤早期识别中的作用$
#:材料与方法
:;:<试验材料
沙冬青种子在超净工作台上用 %1#e升汞消毒
#; DA>!无菌水冲洗 9 次$ 去除种皮!将种子接种在
固体 7;培养基 ’\?7,# DH+-
4#!*,,# DH+-4#!
$% H+-4#蔗糖!EJ;1"(中!暗培养$ 待子叶展平后
将下胚轴剪成 %1" ‘# RD的小段接种在 7;培养基
上’成分同上(!持续黑暗!进行愈伤组织的诱导$
诱导出来的愈伤组织进行沙冬青悬浮细胞的培
养" 愈 伤 组 织 接 种 于 液 体 7; 培 养 基 ’ \?7,
# DH+-4#!*,,# DH+-4#! $% H+-4#蔗糖!EJ;1"(
中!摇床运行条件为" #\% C+DA> 4#!$; o!持续黑
暗$ 每隔 #$ 天按照 #r#%’6O6(的比例对细胞进行 #
次继代培养$ 试验的前 9 天对所用细胞进行继代培
养!以保证试验用细胞处于指数生长期$
为了消除细胞培养液对测量结果的影响!试验
前对 7;培养基中培养的沙冬青悬浮细胞进行离心
洗涤$ ; D-沙冬青悬浮细胞 9%% C+DA> 4#离心 ; DA>
后!去除上清# 然后分别加入 ; D-测试液!对细胞
离心洗涤 $ 次# 最后加入 ; D-测试液平衡 $ < 后备
用$
:;=<机械刺激细胞的方法
测量前!首先使细胞粘附在玻璃底培养皿’H0=FF
N/S/D QAF(
底部!以避免测量过程中由于中间进行药物处理或
测定过程中电极的往返运动造成细胞的移动$ 玻璃
底培养皿使用前需要进行处理" 玻璃底培养皿用酒
精浸泡 $ < 后!去离子水反复冲洗!然后在烘箱中
;% o $ < 烘干$ 玻璃底培养皿的底部滴约 #% (-
浓度为 %1%%% " DH+D-4#的多聚赖氨酸 ’Y/0L?-?
0LFA>B!Y5"6% 4$;[K!FAHD=(水溶液!; DA> 后用移
液器吸走多聚赖氨酸!用去离子水清洗玻璃底培养
皿的底部 9 次!然后 ;% o $ < 烘干!室温储藏在干
燥器中备用$ 用 ;% (-测试液洗涤后的沙冬青悬浮
细胞滴在玻璃底培养皿的中部!约 $% F后用测试液
洗涤皿底部 9 次!去除没有粘附的细胞$
细胞贴壁后!玻璃底培养皿加入 9 D-相应离子
的测试液!放入非损伤微测系统的载物台上$ 通过
调节系统的铅制螺杆并结合显微镜的焦距调节!使
离子选择性电极的尖端靠近被测细胞$ 然后!通过
扫描离子选择电极系统自带的 ,&)+软件并结合显
微成像系统!精确调节选择离子电极的尖端距离被
测细胞 $ ‘; (D$
首先进行 ; DA> 稳态 ’=$ q或 Jq流的测量$ 然
后通过计算机键盘调节微电极的控制系统移动离子
选择微电极!使电极的尖端向细胞移动 #% (D刺激
细胞后!再向后移动 #% (D!使电极尖端重新回到机
械刺激细胞前的位置!完成 # 次机械刺激$ 每次测
量对细胞机械刺激 #% 次!刺激完成后平行移动微电
极 #% (D!同时保证电极尖端距离被测细胞 $ ‘
; (D!继续进行 9; ‘!% DA> ’=$ q或 Jq离子流的
测量$
:;@<离子流的测定方法
’=$ q!Jq离子流的测定采用非损伤微测技术中
的扫描离子选择电极技术’&()+(’&()+系统型号为
7(c?([?%%"!M/I>HBCi&,&RA3m+BR<3’/CE3!i&,($
扫描离子选择电极方法的具体操作步骤如下" 提前
拉制好并经过二甲基三甲基硅胺硅烷化处理的毛细
管’尖端直径 $ ‘! (D!UMYK#$% 4$# UILIB&RA3
=>Q +BR<3’/3! -SQ3(的后端灌入距离毛细管尖部
长度约 # DD的相应测定离子的灌充液’’=$ q" #%%
DD/0+-4# ’=’0$# J
q" !% DD/0+-4# gJ$Yc!和 #;
DD/0+-4# *=’0!EJ51%(# 然后通过离子选择性微电
极制备装置在毛细管的前端吸入长度约 $% (D的
相应液态离子交换剂 ’-(UF( ’’=$ q" &AHD=$#%!"#
Jq" &AHD=6;$69! &AHD=?,0QCARi&,(# 制作好的离子选择性电极套入 ,Hb,H’0电
极线基座’UM)J%# 4## UILIB&RA3=>Q +BR<3’/3!
-SQ3(!使氯化好的银丝与灌充液接触# 参比电极为
59
林 业 科 学 !" 卷:
[(?!%$’[ARC/B0BRSC/QBF! (*’3($ 测量前对制作好
的离子选择性电极进行校正$ ’=$ q校正液为" %1%;
和 %1; DD/0+-4#的 ’=’0$# J
q校正液为" EJ;1; 和
EJ\1; 的蒸馏水’用 # D/0+-4# J’0和 # D/0+-4#的
*=cJ调节 ($ $ 种离子测试液的成分为" ’ %1#
DD/0+-4# g’0!%1# DD/0+-4# ’=’0$!%1# DD/0+-
4#
[H’0$!%1; DD/0+-
4# *=’0!%1$ DD/0+-4# *=$ &c!!
%19 DD/0+-4# [)&!%1#e &IRC/FB! EJ;1" ($ 只有
能斯特斜率大于 $; D.’’=$ q电极(或 ;% D.’Jq电
极(的离子选择性电极被使用$
通过 &()+系统自带的 ,&)+软件!控制运动控
制器’’[’?!(来调节选择离子电极尖端接近细胞的
表面约 $ ‘; (D!利用预先设置好的程序使电极的
移动距离为 #% (D!测量 $ 点间的电位差值!采样频
率为 %1$ JX$
:;E<[=W=测定方法
通过 J$c$特异的荧光探针 J$8’Z?8,检测沙
冬青细胞内的 J$ c$ 含量的变化 ’ &<=N=0=$+’5B!
$%%#($ 不发光的 J$8’Z?8,进入细胞后!经酯酶
的作用脱去二酯 ’8,(!生成不发光的 J$ 8’Z!
J$8’Z被 J$c$氧化生成发荧光的 8’Z$ J$c$含量
与 8’Z荧光强度成正比!因此可以通过检测 8’Z
的荧光强度!定性及定量监测细胞内 J$c$的动态变
化’,0=> $+’5B! #665($
细胞贴壁后!用 9 D-含有 ;% (D/0+-4#的胞外
’=$ q通道抑制剂 -=’09 的测试液或 9 D-含有
;% (D/0+-4# 8AEL0B>BA/Q/>AIDR<0/CAQB’8Y((的
测试液预处理贴壁后的沙冬青细胞 9% DA># 移液
器吸出抑制剂!;% (D/0+-4#的 J$8’Z?8,’ &AHD=(
室温避光孵育 ; DA>!倒掉 J$8’Z?8,!测试液洗涤
9 次以去除残留染料$ 培养皿中加入 9 D-含有相
应浓度抑制剂’;% (D/0+-4# -=’09或 ;% (D/0+-
4#
8Y((的测试液!激光共聚焦显微镜 ’-BAR=+’&
&Y;(进行机械刺激前 8’Z荧光测量# 用非损伤微
测系统对该细胞进行机械刺激后!重新测量 8’Z
荧光’机械刺激完成后 #%!$% DA> 后测量( $
激光共聚焦荧光显微镜设置为" 激发波长
!"" >D!发射光波长 ;#% ‘;9% >D!扫描速度 ;#$ a
;#$ 像素$ 沿 G轴进行层面厚度 9 (D的层面扫描!
用 -BRA=,EE0AR=SA/>&IAS,Q=>2=>RBZ0I/CBFRB>RB软件
采集荧光图像!三维重建图像获得每个细胞的最大
荧光强度$
:;F<抑制剂处理方法
细胞用 9 D-含有相应浓度抑制剂的测试液预
处理 9% DA> 后!首先进行 ; DA> 稳态 ’=$ q或 Jq流
的测量!然后对细胞进行机械刺激后继续进行 9; ‘
!% DA> ’=$ q或 Jq流的测量$ 试验所用的抑制剂终
浓度分别为" ;% (D/0+-4# -=’09# #%% (D/0+-
4#
.BC=E=DA0# ;% (D/0+-4# 8AEL0B>BA/Q/>AIDR<0/CAQB
’8Y(($
:;O<数据分析
离子流速的计算用 [=HBO0IV软件完成’ VIL(B3>BSbD=HBO0IV(!离子内流为负值!外流为正
值$ 连续的 \ 个数据的平均值!反映了 %1; DA> 内
所测定的离子进出细胞的情况$ 每个处理重复\ ‘6
次!计算标准误$ 整合离子流是样品平衡后!测量时
间内 离 子 流 速 的 积 分! 用 cCAHA>EC/’ cCAHA>-=N
’/CE/C=SA/>!"1;1# &h$(软件进行整合离子流的计
算# 不同处理的整合离子流进行方差分析!+IPBL多
重比较$
$:结果与分析
=;:<机械刺激后沙冬青悬浮细胞 !%= \流变化
沙冬青细胞经过机械刺激后!’=$ q流具有 $ 个阶
段的特点$ 首先 ’=$ q迅速内流!大约 ; DA> 后 ’=$ q
内流速度达到最大值’#;6 t\\( ED/0+RD4$F4## 随后
’=$ q内流速度逐渐减弱!但在测量的时间内呈现持
续的内流’图 #=($
-=’09!.BC=E=DA0是 $ 种不同类型的胞外钙通道
阻断剂!;% (D/0+-4# -=’09预处理沙冬青细胞后!基
本抑制了机械刺激引起的 ’=$q的内流# #%% (D/0+-4#
.BC=E=DA0预处理沙冬青细胞后!仅部分抑制机械刺
激引起的 ’=$ q的内流’图 #N($
图 $ 显示不同处理后!沙冬青悬浮细胞整合
’=$ q流的变化情况$ 没有进行机械刺激的对照细胞
’=$ q小幅外流!整合 ’=$ q流为 ’995 t#%!( ED/0+
RD4$# 机械刺激后!大量 ’=$ q流入沙冬青细胞!整
合 ’=$ q流达到’ 49 #$" t# #;6( ED/0+RD4$!与对
照比差异显著’D s%1%;($ -=’09预处理细胞后!彻
底抑制了机械刺激触发的 ’=$ q内流!整合 ’=$ q流为
’ 4#;\ t#"$( ED/0+RD4$!与对照比差异不显著#
.BC=E=DA0预处理细胞后!沙冬青细胞整合’=$ q流为
’ 4# \"# t!5$( ED/0+RD4$!与对照比差异显著!表
明 .BC=E=DA0预处理部分抑制机械刺激引起的 ’=$ q
的内流’图 $($
=;=<机械刺激后沙冬青悬浮细胞 [\流变化
机械刺激处理沙冬青细胞后!触发了 Jq振荡
内流!开始时 Jq内流较快!随后逐渐减弱!但在测
定时间内呈现持续内流’图 9($ 为研究 ’=$ q信号
"9
:第 ## 期 高海波等" 机械刺激触发沙冬青细胞产生依赖 ’=$ q的 Jq内流
图 #:机械刺激对沙冬青悬浮细胞 ’=$ q流的影响
ZAH3#:)OBRS/ODBR<=>AR=0FSADI0=SA/> /> ’=$ q O0IVBFA>
:;;)E0E+’1+>49;)12)50=49RB0FIFEB>FA/>F
箭头指示机械刺激的时间# 在所有离子流测量的试验中!离子内
流为负值!外流为正值# 数据为平均值 t标准误’ 1 d\ ‘6( $
,CC/TA>QAR=SBQ NBHA>>A>HSADB/ODBR<=>AR=0FSADI0=SA/># (> =0&()+
DB=FICBDB>SF! >BH=SA2B2=0IBFR/CCBFE/>Q S/A/> A>O0IV=>Q E/FASA2B
2=0IBFS/BO0IV# 8=S==CBDB=>Ft&)’ 1 d\ 46(3jVRW" 机械刺激
[BR<=>AR=0FSADI0=SA/>3下同$ +与 Jq内流信号间的关系!试验采用了 ’=$ q通道抑
制 剂 -=’09 对 沙 冬 青 细 胞 进 行 了 预 处 理$
;% (D/0+-4#的 -=’09预处理后!抑制了机械刺激触
发的 Jq内流 ’图 9($ 试验表明!机械刺激诱导的
Jq内流依赖于胞外 ’=$ q库中 ’=$ q内流$
为研究 J$ c$ 与 J
q内流的关系!试验采用
;% (D/0+-4#的 *,8YJ氧化酶专一性抑制剂 8Y(
预处理沙冬青细胞$ 8Y(预处理抑制了机械刺激引
起的沙冬青细胞 Jq内流!证明机械刺激作为一种
物理激发子!诱导沙冬青细胞 Jq内流依赖于 J$c$
的产生!活性氧信号作用于 Jq内流的上游’图 9($
=;@<机械刺激后沙冬青悬浮细胞 !%= \流与 [=W=
的关系
为研究机械刺激沙冬青悬浮细胞后!对 ’=$ q与
J$c$信号间的关系进行了抑制剂试验 ’图 !($ 机
械刺激沙冬青细胞 #%!$% DA> 后!未经过 -=’09预处
图 $:机械刺激后沙冬青悬浮细胞的整合 ’=$ q流
ZAH3$:(>SBHC=SBQ ’=$ q O0IVBFSCAHHBCBQ NLDBR<=>AR=0
FSADI0=SA/> A> :;;)E0E+’1+>49;)12)50=49
RB0FIFEB>FA/>F
数据为平均值t标准误’1 d\ ‘6(!字母不同者表示差异显著
’Ds%1%;(!+IPBL多重比较$ 8=S==CBDB=>Ft&)’1 d\ 46(#
.=0IBFA>QAR=SBQ NLSS0BSBCFDB=>A>HSAOAR=>S
QAOBCB>RB’Ds%1%;( ! =RR/CQA>HS/+IPBLDI0SAE0BC=>HBSBFS3
图 9:机械刺激对沙冬青悬浮细胞 Jq
流的影响
ZAH39:)OBRS/ODBR<=>AR=0FSADI0=SA/> /> Jq O0IVBFA>
:B;)12)50=49RB0FIFEB>FA/>F
理的对照细胞 8’Z荧光明显增强$ 由于不同的细
胞间存在个体差异’细胞活力的差异(及荧光探针
孵育的时间)探针的浓度不可能做到完全一致!这些
因素均会导致 J$c$的荧光反应在实施刺激之前!各
处理细胞的 8’Z荧光本底不一致!但 -=’09!8Y($
种抑制剂预处理沙冬青细胞后!均抑制机械刺激触
发的 8’Z荧光的增强!并随机械刺激后测量时间的
延长抑制程度进一步加强’图 !($
9:结论与讨论
昆虫取食活动!一方面把昆虫口腔分泌物中的
化学激发子引入植株的受害部位!另一方面对植物
组织造成机械刺激$ 机械刺激作为一种有效的激发
69
林 业 科 学 !" 卷:
图 !:机械刺激对沙冬青悬浮细胞 J$c$的影响
ZAH3!:)OBRS/ODBR<=>AR=0FSADI0=SA/> /> J$c$ /O
:B;)12)50=49RB0FIFEB>FA/>F
子!能诱导植物产生包括防御基因表达及释放伤诱
导挥发物在内的多种防御反应 ’[AC=NBS$+’5B!
$%##($ 但是相对于这些发生在植物遭受机械刺激
后较晚时间发生的事件!目前对植物对机械刺激后
几分钟)甚至数秒钟内发生的早期信号事件的研究
并不多$
’=$ q作为植物体内最广泛存在的第二信使分
子!多种外界刺激均诱导 ’=$ q内流!’=$ q内流是通
过质膜上的 ’=$ q通道来完成的$ 不同的 ’=$ q通道
具有不同的激活机制!质膜上存在着" 电压门控钙
’2/0S=HB?QBEB>QB>S()配体门控’0AH=>Q?QBEB>QB>S(及
应力激活 ’FSCBSR’hAR用下!植物细胞感知外界环境刺激后!引起 ’=$ q内
流并形成与外界环境刺激密切联系的钙指纹特征
’*=P=H=T=$+’5B! $%%5# @特异的环境信号转化为植物细胞可以正确%解码&
的胞内 ’=$ q信号’8BDAQR机械刺激沙冬青悬浮细胞后!触发的 ’=$ q内流
来源于细胞质外体或测试液中的 ’=$ q$ $ 种胞外钙
通道抑制剂预处理沙冬青细胞后!机械刺激触发的
’=$ q流却表现出截然不同的特征$ -=’09彻底抑制
机械刺激触发的 ’=$ q内流# 但电压门控 ’=$ q通道
阻断剂 .BC=E=DA0仅部分抑制了机械刺激触发的
’=$ q内流’图 #N($ 结果表明" 机械刺激激活了质
膜上电压门控 ’=$ q通道及对电压不敏感的应力激
活 ’=$ q通道!从而引起 ’=$ q内流$ 但考虑到 -=’09
的广谱型的特点!对不同类型的 ’=$ q通道均产生抑
制作用’,EB0$+’5B! $%%!# 7BFF/>?7=CQ $+’5B! $%%"(!
因此沙冬青细胞经 -=’09预处理后!彻底抑制了机械
刺激触发的 ’=$ q内流$
由于试验手段的限制!本试验无法了解沙冬青
细胞内 ’=$ q浓度的变化情况$ 细胞质自身对 ’=$ q
具有很强的缓冲能力!可能延缓胞内 ’=$ q浓度的升
高’J=0BL$+’5B! #66;# g>AH使机械刺激后胞内 ’=$ q浓度出现升高!也可能是胞
内 ’=$ q库中 ’=$ q的释放$ 持续机械刺激诱导的
’=$ q周期性震荡内流是否能引起胞内 ’=$ q浓度产
生不同振幅)频率的钙指纹特征尚有待于进一步研
究$ 目前的研究认为!在质膜上存在多种机械刺激
感受器 ’DBR<=>/CBRBES/CF( ’[R,A>F< $+’5B! $%%6(!
这些机械刺激感受器的活化触发了质膜上多种通道
蛋白的活性!从而引起 ’=$ q内流$
机械刺激首先诱导沙冬青细胞 Jq快速内流#
但抑制剂试验表明!沙冬青细胞经过胞外 ’=$ q通道
阻断剂 -=’09预处理后!完全抑制了机械刺激触发的
Jq内流!说明机械刺激诱导的 Jq的内流依赖于胞
外 ’=$ q内流’图 9($ 质膜上 *,8YJ氧化酶抑制剂
8Y(预处理沙冬青细胞后!同样抑制了机械刺激触
发的 Jq内流!证明了机械刺激触发的 Jq内流依赖
于机械刺激后触发的细胞内 J$c$的积累’图 9($
8’Z荧光试验进一步证明" ’=$ q内流)J$c$积
累及 Jq内流这些早期信号间的顺序关系 ’图 !($
机械刺激沙冬青细胞后!细胞内 ’=$ q内流对随后发
生的事件起着关键的作用!机械刺激后胞内 J$c$的
积累)Jq内流均依赖于 ’=$ q内流# 同时 J$c$的积
累是机械刺激诱导的 Jq内流的上游信号事件$
Jq内流引起细胞质酸化!多种悬浮细胞遭受生
物或非生物胁迫后!诱导的细胞质酸化与细胞内活
性氧的积累密切相关 ’’=X=0B$+’5B! #66"# cP=Q=
$+’5B! $%%$# YIHA>! #665(# 细胞内外酸碱度的变
化!影响细胞内众多蛋白质的活性$ 如胞内 EJ变
化可以调节质膜上多种离子转运蛋白的活性!番茄
’&%=)E$*90’1 $9=45$1+4;(细胞质酸化后激发了多种
防御相关基因的转录’7IF=$+’5B! #6"!($ 细胞内酸
碱度的变化可以作为第二信使分子!对植物细胞的
多种信号转导途径起到调节作用 ’-=E/IF$+’5B!
#66"($ Jq流的变化是细胞对机械刺激感知的重要
机制!起到将感知后的外部机械刺激信号转化为胞
内信号从而调节基因转录的作用 ’-=E/IF$+’5B!
#66"($
参 考 文 献
夏恩龙!施:海!彭祚登3$%%\3沙冬青抗逆性与培育技术研究进展3
中国水土保持科学!! ’!( " #%6 4##93
%!
:第 ## 期 高海波等" 机械刺激触发沙冬青细胞产生依赖 ’=$ q的 Jq内流
许胜利! 刘朝霞! 闫:锋!等3$%#%3灰斑古毒蛾发育起点温度和有
效积温研究3中国森林病虫! $6’\( " $" 49%3
,0=> ,’! Z0IRSF/ICRBF/OB0ARASBQ CB=RSA2B
/VLHB> FEBRABFA> S/N=RR/BEAQBCD=0RB0F3+S’B0! 6 ’6( "
#;;6 4#;5$3
,EB0g! JACSJ3$%%!3hB=RSA2B/VLHB> FEBRABF" DBS=N/0AFD! /VAQ=SA2B
FSCBFF! =>Q FAH>=0SC=>FQIRSA/>3,>>I=0hB2ABT/OY0=>S7A/0/HL! ;;
’#( " 959 49663
7BFF/>?7=CQ ,! YIHA> ,! @B>QB>B83$%%"3*BTA>FAHS/>ASCAR
/VAQBFAH>=0A>HA> E0=>SF3,>>I=0hB2ABT/OY0=>S7A/0/HL! ;6 ’#( "
$# 4963
7C==Dj3$%%;3(> S/IR<" E0=>SCBFE/>FBFS/DBR<=>AR=0FSADI0A3*BT
Y7IF=@ 7! *IRRASB0Ah3#6"!3[BS=N/0ARCBHI0=SA/> 2A=A>SC=RB0I0=C
EJ3,DBCAR=> j/IC>=0/OYSBHC=SA2B=>Q
’/DE=C=SA2BY’=X=0B,’!h/IBS?[=LBC[,! 7=CNABC?7CLH//J! $+’5B#66"3/VAQ=SA2B
NICFS=>Q S/N=RR/RB0FIFEB>FA/>F3Y0=>S
Y8BDAQR/>FB0BRSA2B
R=SA/> R<=>>B0FA> E0=>SF" ZC/D F=0SFSCBFFS/FAH>=0A>H=>Q
QB2B0/EDB>S3*BTYKIF?[=LBC&! *=S/> 7! J=<0NC/RP g! $+’5B#66"3-/R=0DBR<=>AR=0
FSADI0=SA/> A>QIRBFR/DE/>B>SF/OS QBOB>FBCBFE/>FBA>
E=CF0BL3YC/RBBQA>HF/OS=0,R=QBDL/O&RAB>RBF/OSi>ASBQ &S=SBF/O,DBCAR=! 6; ’#!( " "96" 4"!%93
J=0BL,! hIFFB0,j! @//Q *! $+’5B#66;3)OBRSF/ODBR<=>AR=0
FAH>=0A>H/> E0=>SRB0RLS/F/0ARR=0RAID3YC/RBBQA>HF/OS=0
,R=QBDL/O&RAB>RBF/OSASBQ &S=SBF/O,DBCAR=! 6$ ’ #% ( "
!#$! 4!#$"3
JBA0[! g/FS’3$%%\3YCADA>H/OA>QACBRSQBOB>RBF3)R/0/HL-BSBCF!
6’5( " "#9 4"#53
g>AHFHB>ARE0=>S=BkI/CA>
CBE/CSFSQ R/0Q?FQ B0ARAS/CF/>
RLS/E0=FDARR=0RAID3*=SICB! 9;$ ’"( " ;$! 4;$\3
-=E/IF8! [=S j! $+’5B#66"3(>RCB=FB/OQBOB>FBHB>B
SC=>FRCAESFNLRLS/E0=FDAR=RAQAOAR=SA/> A> S/N=RR/RB0FIFEB>FA/>F3
Y0=>S=! $%; ’9( " !;$ 4!;"3
-BHIw.! 7A=>R=O0/C)! @LDBC’! $+’5B#6653’LS/E0=FDAROCBB’=$ q
A> :*’(0/)E909C//SFR<=>HBFA> CBFE/>FBS/S/IR< NIS>/SHC=2ASL3
Y0=>SY[R,A>F< [h! YASD=> jg3$%%63&<=EA>HS=SICB3*BT
Y[AC=NBS.! 8=FY! 7/IQ=/IQ ,! $+’5B$%##3+AR=0
O/CRBFA> E0=>SD/CEBFAF3,>>I=0hB2ABT/OY0=>S7A/0/HL!
\$’#( " 9\; 49";3
[AS<{OBC,! @=>>BCK! 7/0=>Q @3$%%;3)OBRSF/OOBBQA>H7E)/)E+$*’
50+)*’509/> 0AD=NB=> 0B=2BF3((3’/>SA>I/IFDBR<=>AR=0T/I>QA>H
CBFBDN0A>HA>FBRSOBBQA>HAFFIOARAB>SS/B0ARAS2/0=SA0BBDAFFA/>3Y0=>SY[/>F<=IFB> K7!KA0C/L&3$%%6N3ZBB0A>HHCBB>" DBR<=>/FB>FA>HA>
E0=>SF3+CB>QFA> ’B07A/0/HL! #6 ’;( " $$" 4$9;3
*=P=H=T=M! g=S=HACA+! &/X=PAg! $+’5B$%%53:*’(0/)E909E0=FD=
DBDNC=>BEC/SBA> RCIRA=0O/C’=$ qA>O0IV=>Q S/IR< FB>FA>HA> C//SF3
YC/RBBQA>HF/OS=0,R=QBDL/O&RAB>RBF/OSASBQ &S=SBF
/O,DBCAR=! #%! ’6( " 9\96 49\!!3
*BTD=> (,3$%%#3(/> SC=>FE/CSA> C//SF" DB=FICBDB>S/OO0IVBFIFA>H
A/>?FB0BRSA2BDARC/B0BRSC/QBFS/R<=C=RSBCAXBSC=>FE/CSBCOI>RSA/>3
Y0=>S’B0=>Q )>2AC/>DB>S! $! ’#( " # 4#!3
cP=Q=[! [=SFIDIC=[! (S/M! $+’5B$%%$3JAHASLNA>QA>H
EC/SBA>FO/CKV’=$+%5=>0+))502)9’==>’*0/$B0ARAS/CA> SDBDNC=>BFOC/DTQ R=CC/SRB0F" R/>FBC2BQ ECBFB>RB
=>Q R/CCB0=SA/> TAS< SFA2B>BFFS/SS=>Q ’B0
YY0ABS< ’! +CBT=2=F,j3$%%$3hB/CAB>S=SA/> /OFBBQ0A>HFA> SHC=2AS=SA/>=0OAB0Q A>QIRBF RLS/F/0AR R=0RAID SC=>FAB>SF3 Y0=>S
YYIHA> ,3#6653)=C0LB2B>SFA>QIRBQ NLS A> S/N=RR/
RB0F" (>2/02BDB>S/O=E0=FD=DBDNC=>B*,8YJ /VAQ=FB=>Q
=RSA2=SA/> /OH0LR/0LFAF=>Q SS/FBES
’B0! 6 ’##( " $%55 4$%6#3
hARF<=IFB> K7! gC/0,! $+’5B$%%63[BR<=>AR=0FSADI0A
D/QI0=SB0=SBC=0C//S/CH=>/HB>BFAF3Y0=>SY#";; 4#"\\3
&<=N=0=-! &<=N=0=&! h/FF+! $+’5B$%%#3[BDNC=>BSC=>FE/CS=RSA2ASL
=>Q I0SC=QA=> A/> O0IV/FRA0=SA/>F=FF/RA=SBQ TAS< RB0RLR0B/O
->*’49+)=>%+*04;FE3ZI>RSA/>=0Y0=>S7A/0/HL! $" ’$( " "5 4663
+/L/S=[! ZICIARA>RCB=FBFA> CBFE/>FBS/R<=>HBFA> S =>Q EBSA/0BF/O:*’(0/)E909FBBQ0A>HF3Y0=>SY;%; 4;#!3
@ E0=>SF3,>>=0F/O7/S=>L!
6$ ’!( " !"5 4;##3
!责任编辑:王艳娜"
#!