土荊芥揮發油誘導玉米保衛細胞Caspase依賴性凋亡及信號調節

黃 素，李 潔，馬丹煒*，花敏瑞，江文倩，肖 楊，陳麗娜，全津瑩

(1.四川師范大學生命科學學院，四川 成都 610101；2.四川省農業科學院農業信息與農村經濟研究所，四川 成都 610066)

【研究意義】玉米(ZeamaysL.)是我國種植面積最大的重要作物，遍及二十多個省區，用途廣泛[1]。多種非生物脅迫會影響玉米的生長發育，導致玉米減產，如光照較弱時玉米籽粒敗育粒增加、體積減小、干重降低[2]；干旱脅迫導致玉米葉片光系統Ⅱ和抗氧化酶系統受損[3]；土壤含水量過高時玉米幼苗生物量顯著下降等[4]，而生物脅迫研究較少。【前人研究進展】土荊芥(ChenopodiumambrosioidesL.)為藜科藜屬一年生或多年生的芳香性草本入侵植物，原產美洲熱帶，極易擴散于農田中，該種含有毒揮發油，對其他植物產生化感作用[5]。研究表明，土荊芥揮發油可使玉米根尖細胞內ROS爆發，相關基因表達改變，抗氧化系統受到影響[6]，阻礙玉米根毛發育，降低玉米種子活力，從而影響玉米的生長發育，成為優勢物種[7]。【本研究切入點】氣孔保衛細胞是植物響應外界的第一門戶，對保衛細胞不利的脅迫將影響植物的光合作用，ROS、NO和Ca2+等信號分子常參與調節細胞對外界脅迫的響應[8]，而土荊芥揮發油是否影響玉米保衛細胞的功能及其作用機制不得而知。【擬解決的關鍵問題】因此，本研究以玉米為對象，分析土荊芥揮發油對其保衛細胞的毒性作用，首次利用末端脫氧核苷酸轉移酶生物素-dUTP缺口末端標記法(TUNEL)檢測化感脅迫后玉米保衛細胞凋亡情況，探討保衛細胞核形態、活性及胞內信號分子對土荊芥化感脅迫的響應，有利于揭示土荊芥誘導的保衛細胞凋亡現象及其機理，為深入了解入侵植物的脅迫機制提供理論依據。……