小麦叶肉细胞原生质体微丝的分布格局及其对叶锈菌激发子的反应

小麦叶肉细胞原生质体微丝的分布格局及其对叶锈菌激发子的反应

陈晓波[1]2001年在《小麦叶肉细胞原生质体微丝的分布格局及其对叶锈菌激发子的反应》文中研究指明本实验采用酶解法制备小麦叶肉细胞原生质体,利用与微丝(microfilaments,MFs)特异结合的荧光染料异硫氰酸荧光素-鬼笔环肽(FITC-Ph),辅以激光共聚焦扫描显微镜技术(laser confocal scanningmicroscopy,LCSM),清晰的显示了小麦叶肉细胞原生质体中微丝骨架的分布格局:丰富的微丝束缠绕着椭圆形的叶绿体,形成密集、复杂的网络。 在以上实验基础上,利用激发子(elicitor)的粗制品IWF(intercellularwashing fluid)和GTE(germ tube extract)处理洛夫林10和5389小麦品种叶肉细胞的原生质体,观察处理的不同时间点微丝骨架分布格局的变化。并且在IWF或GTE处理原生质体过程中,采用H_2O_2的荧光指示剂DCFHDA监测H_2O_2突发的情况;采用荧光指示剂FDA监测原生质体生活力的变化;采用特异解聚微丝的药物—细胞松弛素D(CD)预处理原生质体,观察微丝骨架解聚后再经IWF或GTE处理,对原生质体H_2O_2突发和生活力的影响。本实验的目的是:在以往对小麦-叶锈菌互作研究的基础上,从一个新的角度——细胞骨架为切入点,观察小麦-叶锈菌互作中微丝骨架分布格局的变化,并初步探讨微丝骨架在抗病机制中的作用。 试验结果表明: (1)洛夫林10原生质体在IWF处理的一系列时间点微丝骨架始终保持原有的分布格局,微丝的分布格局没有发生明显的变化。而5389原生质体在IWF处理的一系列时间点观察,微丝骨架先解聚,然后再慢慢聚合。表明保持微丝骨架的完整性可能是植物抗病的必要条件。 (2)洛夫林10和5389的原生质体经IWF处理后H_2O_2产生量都增加,但是洛夫林10原生质体H_2O_2突发的强度比5389原生质体H_2O_2突发的强度大。CD预处理后,抑制了由IWF处理引起的洛夫林10原生质体中H_2O_2的突发。证明了完整的微丝骨架有利于H_2O_2的产生。 (3)直接用IWF处理后,洛夫林10原生质体生活力下降得程度远大于5389。生活力下降的快,暗示着原生质体死亡的速度快。当用CD解聚洛夫林10的微丝后,再用IWF处理,原生质体的生活力下降速度变慢。证明了CD可能是通过解聚微丝骨架影响H_2O_2的产生而抑制HR反应的。 (4)GTE与IWF作为激发子有相同作用的一面,但是它们并不是完全相同的。GTE处理原生质体的早期抑制H_2O_2产生,这暗示着GTE中不仅含有激发子,而且还含 河北农业大学硕士学位(毕业)论文有抑制子。 综合上述结果:保持微丝骨架的完整性可能是植物表达抗病性的必要条件,因为微丝骨架的完整性有利于H。0。的产生,而H。0;是引起HR反应的重要原因之

党磊[2]2002年在《激发子对小麦叶肉原生质体微管骨架和胞钙含量的影响》文中认为本试验以抗(洛夫林10)、感(5389)不同的两小麦(Triticum aestivum L.)品种为材料,采用酶解法制备小麦叶肉原生质体,利用间接免疫荧光方法结合激光共聚焦扫描显微技术对小麦叶肉细胞原生质体的微管骨架进行了清晰的标记,并探索了微管骨架标记的影响因素。试验结果表明,在小麦叶肉细胞原生质体中,微管骨架呈网络状分布于整个细胞质中;胞外较高的Ca~(2+)浓度对微管骨架的稳定性有影响,在本试验系统中当胞外Ca~(2+)达到10mmol/L时,微管骨架即开始发生解聚。 本试验着重对激发子(elicitor)-原生质体互作体系中两品种微管骨架的分布格局及其动态变化规律进行了细致的观察;并借助Ca~(2+)荧光染料的装载对激发子刺激后两品种原生质体内Ca~(2+)水平的变化进行了研究,同时利用药理学试验对原生质体内微管骨架预解聚或稳定后,激发子刺激引起的胞内Ca~(2+)浓度变化进行了观察。试验的目的是以激发子—原生质体简化试验系统来模拟叶锈菌侵染小麦叶片的互作体系,探讨激发子刺激后寄主植物微管骨架的动态变化及胞内Ca~(2+)水平的变化规律,为进一步探讨激发子诱导防卫反应的信号转导途径奠定基础。 试验结果表明: (1)抗病品种洛夫林10原生质体在激发子处理15 min时,微管骨架即开始发生解聚,这主要表现为微管骨架的数量减少;微管束发生断裂;微管密度下降。随着处理时间的延长,微管骨架的解聚趋于加剧,激发子处理120 min时,微管骨架基本上完全解聚。而感病品种5389原生质体在激发子处理60、120 min时,微管骨架虽也发生解聚,但其解聚程度较洛夫林10原生质体明显轻微。这表明微管骨架参与了小麦叶肉细胞原生质体—激发子的互作过程。 (2)激发子处理后,洛夫林10和5389原生质体内Ca~(2+)浓度都有所升高,但洛夫林10原生质体胞钙浓度要显着高于5389原生质体。解聚微管也可以引起两品种原生质胞内Ca~(2+)浓度升高,这种反应与两品种抗病性无关。但将两个品种的原生质体预先用黄草消(oryzalin)解聚微管后,再以激发子刺激,两品种原生质体的胞钙浓度都较未解聚微管的对照有所增高,并且洛大林10原生质体中胞钙浓度的升高更为明显。这表明微管解聚促进了胞外Ca~(2+)向胞内的流入。微管骨架可能通过Ca~(2+)的介导参与植物防卫反应的信号转导途径。 …北衣业人学问11:学位沦上 综卜所述,微管骨架可能参与悄物的抗病反应,微音骨架和 Ca’C,,厂厂今某种内公联系,它们可能相k作山.共同在伯物抗病的阶1厄应诱牙中tIIJ;广川。

刘刚[3]2004年在《小麦—叶锈菌互作过程中[Ca~(2+)]_(cyt)的动态变化研究》文中进行了进一步梳理本试验以抗(洛夫林10)、感(5389)不同的两小麦(Triticum aestivumL.)品种为材料,与叶锈菌(Puccinia recondita f.Sp. tritici)小种162分别组成不亲和组合和亲和组合,采用焦锑酸钾沉淀法并结合透射电镜观察,对叶锈菌侵染小麦叶片后不同时间胞质钙离子分布进行了亚细胞定位,直观再现了叶锈菌侵染小麦不同时期叶肉细胞中[Ca~(2+)]_(cyt)(胞质自由钙离子浓度)的变化情况。结果表明:在未接种的小麦叶肉细胞中,细胞间隙的焦锑酸钙沉淀颗粒大,形成中间疏松的无规则密闭体;而液泡内焦锑酸钙沉淀颗粒细小,并在液泡中形成一片片黑色区域。上述现象说明在细胞间隙和液泡中含有大量的自由钙离子。细胞质、叶绿体和细胞壁也有少量的钙沉淀颗粒分布,细胞核中没有发现明显的焦锑酸钙沉淀颗粒。这种钙离子变化趋势在不同取材时间观察的结果均相似,说明小麦叶片在未遭遇任何外界刺激的情况下,[Ca~(2+)]_(cyt)保持较稳定水平。在不亲和组合中,小麦与叶锈菌互作的早期(接种后4~8h),观察到大量钙离子由胞间隙涌入胞质中的现象;随后在侵染菌丝接触的寄主细胞中积累了大量的Ca~(2+)沉淀,在胞质、叶绿体中Ca~(2+)沉淀颗粒有所增加,细胞核中开始出现Ca~(2+)沉淀颗粒分布,并观察到叶绿体结构的早期解体现象。但在亲和组合中,胞质Ca~(2+)的增加时间(接种后12~24h)要晚于不亲和组合,钙沉淀颗粒的大小及数量都远远小于或少于不亲和组合。这一结果表明,小麦与叶锈菌互作早期,不亲和组合中[Ca~(2+)]_(cyt)升高明显,且[Ca~(2+)]_(cyt)的升高主要依赖于胞外钙离子的内流。 本试验进一步以激发子—原生质体这一简化的试验系统来模拟叶锈菌侵染小麦叶片的互作体系,首先建立了荧光染料Fluo-3AM孵育测定原生质体[Ca~(2+)]_(cyt)变化的新方法,并借助激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)观察,对激发子刺激后不同抗性小麦品种原生质体[Ca~(2+)]_(cyt)的动态变化进行了研究。结果表明:抗病小麦品种的原生质体在激发子处理后,[Ca~(2+)]_(cyt)变化的动力学特征曲线正是Ca~(2+)信号特异性的体现。即在激发子处理后50s,[Ca~(2+)]_(cyt)开始缓慢上升,到200s达到高峰(相对荧光强度比率达到1.4左右),持续约100s后开始缓降,但[Ca~(2+)]_(cyt)仍维持在较高的水平上(相对荧光强度比率1.2左右),直至测定结束(10min)。而感病品种的原生质体经激发子处理后,[Ca~(2+)]_(cyt)始终处在对照值上下发生轻微的波动。通过药理学试验证明激发子诱发的[Ca~(2+)]_(cyt)升高主要依赖于胞外钙离子的内流。 综合电镜对小麦与叶锈菌互作体系中寄主细胞内钙离子的亚细胞定位观察结果和LSCM对激发子—原生质体系统[Ca~(2+)]_(cyt)变化的实时检测结果,从两种不同的试验体系,运用完全不同的测试方法,充分证明了钙离子作为第二信使参与小麦—叶锈菌互作体系,[Ca~(2+)]_(cyt)升高主要依赖于胞外钙离子的内流。

参考文献:

[1]. 小麦叶肉细胞原生质体微丝的分布格局及其对叶锈菌激发子的反应[D]. 陈晓波. 河北农业大学. 2001

[2]. 激发子对小麦叶肉原生质体微管骨架和胞钙含量的影响[D]. 党磊. 河北农业大学. 2002

[3]. 小麦—叶锈菌互作过程中[Ca~(2+)]_(cyt)的动态变化研究[D]. 刘刚. 河北农业大学. 2004

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