植物體內(nèi)Ca2+，pH，ROS活體熒光探針成像研究進展

祝雪蘭, 許樹成

(1.阜陽師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院; 2.阜陽市紅旗中學(xué)，阜陽 236041)

細(xì)胞內(nèi)Ca2+，H+與活性氧 (reactive oxygen species, ROS) 是植物體內(nèi)廣泛存在的響應(yīng)生物或非生物脅迫、調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的因子。人們越來越傾向認(rèn)為，這些調(diào)節(jié)因子所顯示的時空動態(tài)復(fù)雜變化模式是它們信號行為的一部分。因此，檢測Ca2+，H+與ROS的動態(tài)變化，是研究和了解這些細(xì)胞因子對植物起調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵。然而，上述無機信號分子在細(xì)胞內(nèi)濃度等時空變化的有效檢測或監(jiān)測手段一直較少。目前這些信號的顯像技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，并且可以在細(xì)胞和亞細(xì)胞水平上對上述信號(分子)進行原位實時定量鑒定[1]。 這些顯像或成像方法是基于一些小分子染料可以與Ca2+，H+和ROS發(fā)生專一性的相互作用、從而使染料熒光特性發(fā)生改變的原理。研究進一步發(fā)現(xiàn)，使用綠色熒光蛋白(Green fluorescent protein, GFP)，可以在亞細(xì)胞尺度上，對Ca2+，H+和ROS信號分子進行高分辨定位分析。

1 Ca2+在植物活細(xì)胞體內(nèi)的成像

1.1 細(xì)胞內(nèi)Ca2+成像分子探針

Ca2+被認(rèn)為是廣泛存在的細(xì)胞功能調(diào)節(jié)子，因此人們十分關(guān)注這種陽離子在細(xì)胞內(nèi)的時空變化水平，以期揭示出它是如何觸發(fā)細(xì)胞生理響應(yīng)的[2]。細(xì)胞質(zhì)Ca2+水平常常呈現(xiàn)出諸如“尖峰形成”和細(xì)胞內(nèi)“鈣波”形式的變化、被認(rèn)為是細(xì)胞間觸發(fā)信息傳遞的方式。解碼Ca2+“指紋”的生物化學(xué)耦聯(lián)，使得Ca2+信號能夠參與細(xì)胞對多種環(huán)境刺激響應(yīng)的調(diào)節(jié)。Ca2+濃度過高時、它也是一種細(xì)胞毒素，在胞質(zhì)中其濃度為100 nM水平、而在細(xì)胞器內(nèi)或質(zhì)外體Ca2+濃度大致在在 1 mM水平。……