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拟南芥根的Ca2+流速和质膜Ca2+通道对H2O2的响应

图注:外源H2O2引起Ca2+内流,Gd3+可以抑制H2O2引起的Ca2+内流;ROS影响拟南芥根部伸长区和成熟区的质膜Ca2+通道的模型图。

 

H2O2是植物中非常重要的调节物质和信号分子。对H2O2信号机制的研究很多,但是关于H2O2引起的信号途径和不同的ROS在空间中如何发挥作用,至今仍然不清楚。这篇文章通过非损伤微测技术和膜片钳技术研究了H2O2引起的Ca2+流速和Ca2+通道的变化,对H2O2的影响进行了清晰的阐述。

英国剑桥大学的科学家Julia M. Davies等人使用非损伤微测技术研究了拟南芥根部的Ca2+流速,发现根伸长区的Ca2+内流比成熟区强,阳离子通道阻断剂Gd3+阻止了H2O2诱导的Ca2+内流,这与外源H2O2诱导的质膜Gd3+敏感的Ca2+内流激活途径相一致。使用膜片钳技术发现,伸长区表皮的原生质体外施加10mM的H2O2导致了超极化激活的Ca2+通道(HACC)的打开,这个通道与之前对胞外羟自由基的反应不同。相反地,只有胞内的H2O2能够激活成熟区原生质体的HACC。通道打开后增加了胞内的H2O2和超极化电压。这个结果说明根中被活性氧激活的Ca2+通道空间分布的不均匀性及敏感的差异性,为研究H2O2的信号转导过程奠定了基础。

这项研究为了解H2O2的信号转导途径打下了基础,也为认识H2O2如何参与植物生长和感受环境提供了证据。

 

关键词:H2O2,Ca2+,通道,根,表皮,非损伤微测技术(MIFE)

参考文献:Vadim Demidchik, et al. The Plant Journal, 2007, 49: 377-386.

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