1、根是植物吸收營養(yǎng),調(diào)節(jié)生長發(fā)育的重要器官。根系的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程是植物生理學(xué)研究中的重要內(nèi)容。細(xì)胞外ATP(extracellular ATP,eATP)在植物的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用,是植物細(xì)胞外重要的信使分子。本文研究了eATP調(diào)節(jié)植物根生長發(fā)育的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。
　　 本文采用擬南芥野生型(ws,col-0生態(tài)型)、異三聚體G蛋白α、β、γ亞基基因缺失突變體和α亞基超表達(dá)株系、NADPH氧化酶的基因缺失突變體rhd-

2、2、以及三磷酸腺苷雙磷酸酶催化亞基AtAPY1突變體apy1為材料,對(duì)eATP調(diào)節(jié)植物根生長發(fā)育的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮的作用進(jìn)行了研究。
　　 結(jié)果顯示,eATP處理后,擬南芥主根生長減慢,隨著eATP濃度的升高,主根生長所受抑制程度加大,表明細(xì)胞外ATP抑制擬南芥主根生長。用三磷酸腺苷雙磷酸酶(apyrase)處理以消除細(xì)胞壁中原有的ATP分子,主根生長速度明顯加快,說明了內(nèi)源eATP在主根生長過程中起著負(fù)調(diào)控作用。
　　

3、 利用激光共聚焦技術(shù)檢測(cè)ATP處理后根細(xì)胞形態(tài)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,eATP處理后的主根成熟區(qū)與伸長區(qū)細(xì)胞長度較未處理組要小,分生區(qū)與伸長區(qū)的細(xì)胞層數(shù)減少,腺苷三磷酸雙磷酸酶處理后的擬南芥主根成熟區(qū)與伸長區(qū)細(xì)胞長度增加,但是分生區(qū)與伸長區(qū)的細(xì)胞層數(shù)沒有變化,這說明eATP可能通過抑制根細(xì)胞的伸長抑制了擬南芥主根的生長。
　　 eATP處理后,異三聚體G蛋白α、β、γ亞基基因和Gα超表達(dá)株系主根生長較慢,長度較短,而eATP對(duì)異三聚體

4、G蛋白α、β亞基基因缺失突變體的主根生長抑制程度與野生型比較差異不顯著,表明異三聚體G蛋白α、β亞基基因可能沒有參與eATP抑制主根生長的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。而γ亞基基因缺失突變體對(duì)eATP的敏感度明顯強(qiáng)于野生型,γ亞基基因可能參與了eATP抑制主根生長的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。在NADPH氧化酶基因缺失突變體中,eATP對(duì)主根的抑制程度明顯低于野生型,說明NADPH氧化酶參與的ROS合成機(jī)制可能是此信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子。
　　 上