鈣在小麥?zhǔn)苋~銹菌侵染后誘發(fā)的細(xì)胞過(guò)敏性反應(yīng)中的作用.pdf

1、本試驗(yàn)中小麥(Triticumaestivum)品種洛夫林10和葉銹菌(Pucciniareconditaf.sp.tritici)生理小種165和260分別組成親和與不親和組合，在不親和組合中小麥葉片發(fā)生過(guò)敏性反應(yīng)是小麥抵抗葉銹菌侵染的重要因素。首先利用藥物學(xué)試驗(yàn)，采用活體注射法給小麥葉片分別預(yù)注射不同濃度的Ca2+螯合劑(EGTA)和Ca2+通道抑制劑(LaCl3和Verapamil)后分別接種葉銹菌小種260和165，以及只注射C

2、a2+載體(A23187)而不接種，觀(guān)察上述藥物對(duì)寄主細(xì)胞過(guò)敏性反應(yīng)(HR)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，螯合掉胞外鈣離子或抑制質(zhì)膜鈣通道后均導(dǎo)致寄主葉片發(fā)生HR的面積明顯減少，并且隨著注射藥物濃度的增高，寄主細(xì)胞發(fā)生HR的面積逐漸減小；而在只注射Ca2+載體(A23187)而不接種的試驗(yàn)中，寄主細(xì)胞也發(fā)生HR，且HR面積隨A23187濃度增加而有所增加，但并不成正比。據(jù)此提出，胞內(nèi)Ca2+在小麥抵抗葉銹菌侵染的信號(hào)傳導(dǎo)途徑中可能發(fā)揮重要作用。

3、 本試驗(yàn)又進(jìn)一步以完整的小麥植株為對(duì)象，采用焦銻酸鉀沉淀法，結(jié)合透射電鏡技術(shù)，對(duì)不同葉銹菌生理小種侵染同一品種小麥葉片后的不同時(shí)間點(diǎn)鈣離子分布進(jìn)行了亞細(xì)胞定位，直觀(guān)再現(xiàn)了葉銹菌侵染后不同階段發(fā)生過(guò)敏性反應(yīng)細(xì)胞中鈣離子的分布變化情況；同時(shí)比較觀(guān)察了不同親和組合中小麥?zhǔn)苋~銹菌侵染后不同時(shí)間點(diǎn)葉肉細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)變化特點(diǎn)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 1.在未接種的小麥葉肉細(xì)胞中，細(xì)胞間隙中焦銻磷酸鈣沉淀顆粒較多，形成中間疏松的無(wú)規(guī)則密閉

4、體；而液泡內(nèi)焦銻磷酸鈣沉淀顆粒細(xì)小，并均勻分布。這種鈣離子分布在不同取材時(shí)間保持相同的趨勢(shì)。說(shuō)明在沒(méi)有任何刺激的情況下，胞內(nèi)自由鈣離子保持較穩(wěn)定水平。細(xì)胞核近似圓形，核質(zhì)分布均勻，葉綠體分布于細(xì)胞邊緣，基粒排列整齊，線(xiàn)粒體由雙層膜包被，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成許多嵴。 2.在不親和組合中，小麥與葉銹菌互作的早期(接種后4-12h)，觀(guān)察到大量鈣離子由胞間隙涌入胞質(zhì)中的現(xiàn)象，細(xì)胞質(zhì)中鈣沉淀顆粒有所增加，在接種后12h部分葉綠體發(fā)生移位，略

5、顯膨脹，細(xì)胞核稍顯變形；在接種后24-48h，在葉綠體、細(xì)胞核及質(zhì)膜附近觀(guān)察到有鈣沉淀顆粒分布，而胞質(zhì)中鈣沉淀顆粒減少；隨互作時(shí)間延長(zhǎng)(接種后72h)，在初侵染菌絲接觸的發(fā)生HR的寄主細(xì)胞中積累了大量的Ca2+沉淀，解體的葉綠體和細(xì)胞核周?chē)蠧a2+沉淀顆粒分布，線(xiàn)粒體逐漸空虛；到互作后期(接種后96-144h)，鈣離子又在胞間隙中大量分布，期間發(fā)生過(guò)敏性反應(yīng)細(xì)胞的質(zhì)膜在細(xì)胞完全解體之前看似保持完整，細(xì)胞內(nèi)存在大量的顏色較深的解體組分

6、，直至細(xì)胞完全消失，細(xì)胞間隙增大。 3.在親和組合中，胞質(zhì)鈣離子濃度的增加時(shí)間(在接種后12h)要晚于不親和組合，鈣沉淀顆粒的大小及數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于或少于不親和組合，到了互作后期階段，細(xì)胞壁和膜上仍然有少量的鈣離子顆粒分布。細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化的發(fā)生時(shí)間比不親和組合也晚且有明顯差異，接種后48h細(xì)胞核稍有變化，到144h才趨于解體；葉綠體雖然嚴(yán)重變形，但在我們觀(guān)察的時(shí)間范圍內(nèi)始終存在大量淀粉粒；線(xiàn)粒體在120h之后內(nèi)嵴開(kāi)始退化，內(nèi)部逐漸空

7、虛。 4.不親和組合中，寄主胞間隙的菌絲量比較少，很難觀(guān)察到菌的吸器母細(xì)胞或吸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分體現(xiàn)了菌絲生長(zhǎng)受抑的實(shí)際情況。而親和組合中，胞間菌絲大量分枝，吸器母細(xì)胞數(shù)目較多，許多被侵染的細(xì)胞中都可見(jiàn)吸器結(jié)構(gòu)，顯示出菌絲的生長(zhǎng)幾乎沒(méi)有受到影響。表明在親和互作過(guò)程中寄主細(xì)胞結(jié)構(gòu)雖也發(fā)生變形，也顯示出趨于死亡的趨勢(shì)，但這種死亡發(fā)生的緩慢且被動(dòng)，不足以限制菌的生長(zhǎng)發(fā)育，使得銹菌不斷擴(kuò)展并從中獲取營(yíng)養(yǎng)而正常發(fā)育。 綜合藥物學(xué)試