Flg22诱导的海带防御反应初步研究

• 作 者: 王莎莎
• 机 构: 中国海洋大学
• 出 处: 中国海洋大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: Flg22 海带 雌配子体 孢子体 防御反应

在长期的进化过程中，植物形成了多种防御反应途径来抵御外界病原物的侵染。其中，来源于病原物中的一些信号分子，如鞭毛蛋白，脂多糖等，可诱导植物产生非特异性的防御反应。现已证实细菌鞭毛蛋白及其N端一个保守的22个氨基酸的多肽（flg22）是高等植物有效的外源激发子。低等藻类与高等植物在防御反应途径上具有保守性。本研究以flg22为激发子，研究其诱导海带雌配子体和孢子体防御反应的特征，以丰富植物分子病理学理论。研究结果如下：1.Flg22诱导的海带细胞死亡现象的观察Flg22诱导雌配子体的终浓度为200μM，诱导孢子体的终浓度为500μM。运用Evansblue染色方法发现，雌配子体受flg22诱导后3-6h，未能观察到细胞死亡现象，诱导后9-12h，观察到大量死亡的细胞；孢子体受flg22诱导后2-6h，未能观察到细胞死亡现象，诱导后8-10h，观察到大量死亡的细胞。2.Flg22诱导的海带雌配子体细胞的亚显微结构变化电镜观察结果表明，flg22诱导后，雌配子体细胞的形态结构变化与高等植物发生超敏反应的程序性细胞死亡的变化相似，主要特征为色素体浓缩，细胞壁增厚以及线粒体和细胞核在细胞死亡的后期仍然保持相对稳定的结构。Flg22诱导后2-4h，色素体发生浓缩，细胞壁增厚；诱导后6-8h，整个细胞开始收缩变小，色素体浓缩程度增大，核膜出现稍微溶解的现象。整个诱导过程中，线粒体始终保持完整的结构。3.Flg22诱导的海带孢子体细胞DNA降解特征的观察运用TUNEL检测方法证实，孢子体受flg22诱导后2h，即能观察到DNA断裂现象，而且3’-OH末端断裂的数量随诱导时间的延长而增多，并有从诱导部位向外扩散的趋势。4.Flg22诱导的海带细胞H2O2的定量检测运用Luminol荧光检测方法，发现flg22诱导后0-2h雌配子体H2O2释放量迅速升高，至2h时达到峰值，约为46μM，随后H2O2释放量逐渐减少，至5h，恢复到诱导前的初期水平；孢子体受flg22诱导后H2O2释放量迅速增加，至3h时达到峰值，约为20μM，至6h，恢复到诱导前的初期水平。5.Flg22诱导的海带细胞ROS的组织学检测应用荧光染料2’,7’-二氢二氯荧光黄双乙酸钠（DCFH-DA）进行ROS组织学检测，发现雌配子体和孢子体受flg22诱导后1h即观察到绿色的荧光信号，信号强度随诱导时间的延长而增加，分别在诱导后2h和3h信号最强，随后绿色荧光信号的强度逐渐减弱。ROS的产生趋势与Luminol荧光检测方法的结果相一致。6.Flg22诱导的海带雌配子体细胞抗氧化酶活性的检测应用分光光度法对抗氧化酶活性进行测定，结果表明雌配子体受flg22诱导后0-1h内，CAT的活性急剧上升，至1h时达到峰值，为10.4U.mL-1，随后CAT活性逐渐降低，到5h降低到对照组水平。SOD活性的变化规律与CAT活性的变化规律相似。在2h时，SOD的活性达到最大值为：73.29U.mL-1。与CAT和SOD活性的变化规律不同，GSH-PX活性上升缓慢，到3h时出现峰值，为252.08U.mL-1，随后活性下降，到5h时，SOD的活性并没有降低到对照组水平，而是略高于对照组水平。7.Flg22诱导的海带雌配子体细胞多酚含量的检测应用Folin-Denis试剂对多酚含量进行检测，发现雌配子体受flg22诱导后0-3h内，多酚的含量迅速增加，至3h时达到峰值，约为14.22μg.mL-1，随后多酚的含量开始减少，至5h时，H2O2产生量几乎回复到初始值。我们的研究结果显示，flg22也是诱导海带防御反应的有效激发子。