第19期--Ca2+外流作为细胞防御过程中的标志性反应

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Ca2+ 外流作为烟草对假单胞菌超敏反应的指标

跨膜离子流在启动和调控防御机制中起着重要的作用。植物在受到外界环境刺激以后,离子通道迅速做出调整,在识别病原体反应中离子流是其中较早发生的事件之一。Lev G. Nemchinov等科学家推断在植物的病原超敏反应中,质膜Ca2+-ATP泵是超敏反应的关键。

美国农业部(USDA)的科学家采用“非损伤微测技术(MIFE)”检测了经丁香假单胞菌处理之后Ca2+流的变化情况,发现Ca2+内外流与细菌处理的时期有关,经细菌长时间处理后烟草叶片出现Ca2+外流。Ca2+通道阻断剂钆和镧都可以显著地将黑暗条件下的Ca2+流转变为外流,铯则明显削弱了光诱导的Ca2+流,但并不产生Ca2+外流。与之相反的是,Ca2+-ATPase的抑制剂CPA无论是在光照条件下还是黑暗条件下都能够增强Ca2+吸收。

Ca2+不仅在激活防御反应中作为第二信使起作用,而且可能在后期的加速细胞死亡、抑制病原体侵染扩散以及结束防御反应中作为下游调控者。本研究通过Ca2+流的转变认识到了细胞防御反应中的关键成分,建立了细胞死亡与防御过程中的离子流模型。

关键词:钙离子外流(Ca2+ efflux); 超敏反应(Hypersensitive response); 非损伤微测技(MIFE)

参考文献:Lev G. Nemchinov, et al. Plant Cell Physiol. 2008, 49: 40-46

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图注:使用非损伤微测技术检测到烟草叶肉细胞经P.syringaepv syringae 61处理后Ca2+流以及在光暗交替处理后、在缓冲液中平衡不同时间后Ca2+流的变化情况。正值为内流。

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