利用基因编码的特异性指示剂分析超氧阴离子(O2·-)在保卫细胞ABA信号转导中的作用

活性氧（ROS）作为信号分子广泛参与植物逆境胁迫应答和生长发育过程。超氧阴离子（O2o-）是ROS的最初形式，在植物生命活动过程中具有独特作用，但O2o-半衰期短，难以检测，严重制约了对其功能的深入研究。我们根据近期在动物细胞中报道的O2o-特异的黄色荧光蛋白cpYFP，通过遗传改造使其分别能在拟南芥细胞胞质、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体中表达，以期建立新的植物O2o-实时、原位、特异性检测技术体系。并以此技术在亚细胞水平研究外源ABA诱导的保卫细胞不同区域尤其是叶绿体内O2o-的产生过程，比较H2O2与O2o-产生的时间和空间的分布和特异性，结合遗传学、药理学和电生理学方法研究O2o-与Ca2+和NO信号的相互作用及其对质膜离子通道的调节，深入解析O2o-在保卫细胞ABA信号通路中的作用，探讨O2o-特异的生物学功能，为抗逆作物培育提供理论依据。

活性氧（ROS）作为信号分子广泛参与植物逆境胁迫应答和生长发育过程。超氧阴离子（O2.-）是ROS 的最初形式，在植物生命活动过程中具有独特作用，但O2.-半衰期短，难以检测，严重制约了对其功能的深入研究。我们根据近期在动物细胞中报道的O2.-特异的黄色荧光蛋白cpYFP，构建了该蛋白分别定位到拟南芥细胞胞质、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体的转基因植株，检测发现生理条件下仅线粒体定位转基因植株有较强荧光信号。利用线粒体定位cpYFP转基因植株研究了盐胁迫处理下根细胞、叶肉细胞线粒体O2.-的动态变化、可能的产生机制和生物学功能。发现：盐处理可快速诱导O2.-线粒体产生、累积，其产生可能主要通过电子传递链复合体Ⅲ， 并且Ca2+在该过程中具有重要作用。深入解析O2.-在盐胁迫等刺激下的动态变化、产生机制，有助于我们理解植物对盐胁迫等刺激的应答机制，为抗逆作物培育提供理论依据。