砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应-论文.pdf

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1、第34卷第5期生态学报Vo1．34．No．52014年3月ACTAECOL0GICASINICAMar．，2014DOI：10．5846／stxb201210171445薛美昭，仪慧兰．砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应．生态学报，2014，34(5)：1134—1139．XueMZ，YiHL．ArsenicinducesguardcelldeathinleafepidermisofViciaba．ActaEcologicaSinica，2014，34(5)：1134—1139砷诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡的毒性效应薛美昭，仪慧兰(山西大学生命科学学院，太原030006)

2、摘要：采用蚕豆(ViciabaL．)叶面气孔保卫细胞，研究砷对细胞的毒性效应。结果表明，O．3～10mg／L的NaAsO：能降低保卫细胞活性，使部分细胞死亡，死亡率随砷浓度升高而增高。死细胞中呈现核固缩、核崩解等典型程序性死亡特征，且泛caspase抑制剂Z-Asp，CH：一DCB能阻止NaAsO诱发的细胞死亡。过氧化氢清除剂过氧化氢酶与NaAsO共同作用时，细胞死亡率显著低于砷单独处理组，保卫细胞内ca水平降低，具程序性死亡特征的细胞数减少；ca特异性螯合剂EGTA亦能降低NaAsO诱发的细胞死亡。研究结果表明，NaAsO能诱发蚕豆保卫细胞程序性死亡，该过程由胁迫引发

3、的ROS升高引起，ROS可能通过激活质膜ca通道，使胞外ca内流，造成胞内ca浓度升高，进而诱导细胞程序性死亡。关键词：蚕豆保卫细胞；NaAsO2；程序性细胞死亡；ROS；CaArsenicinducesguardcelldeathinleafepidermisofViciafabaXUEMeizhao，YIHuilanSchoolofLifeScience，ShanxiUniversity，Taiyuan030006，ChinaAbstract：Arsenicisahighlytoxicmetalloidforallformsoflifeincludingplants

4、．Arsenicentersinplantsthroughphosphatetransportersasaphosphateanalogueorthroughaquaglycoporins．Uptakeofarsenicinplanttissuescanaffectplantmetabolism，causingvariousphysiologicaldisorders，structuralabnormalitiesandevenplantdeath．Oxidativestressisconsideredtobeakeymechanismofarsenictoxicity

5、．Inthisstudy，theeffectofsodiumarsenite(NaAsO2)Oilguardcellviabilitywasinvestigatedindetachedepidermisof、．缸baleaves．Epidermalstripswereobtainedfrom4-week-oldplantsbypeelingofthelowerepidermisof、．缸baleavesandincubatedin2-(N—morpholino)ethanesulfonicacid(MES)buffercontainingsomechemicals(Na

6、AsO2withorwithoutsomeantagonists)for3hinwhitelightat23℃asthetreatments．Aftertreatment，theepidermalstripswerestainedwithfluoresceindiacetate(FDA)toshowcellviability，orwith2，7'-dichlorofluoresceindiacetate(DCFH—DA)andfluo一3acetomethoxyester(Fluo一3AM)respectivelytoindicateintracellularreact

7、iveoxygenspecies(ROS)andcalciumion(Ca)levels．TheresultsofourexperimentsshowedthatNaAsO2treatmentsignificantlydecreasedcellviabilityandinducedcelldeathintheconcentrationrangeof0．3to10mg／L．ArsenicprovokessynchronousincreasesincelldeathrateandintraeellularlevelsofROSandCainb