土荆芥挥发性化感物质诱导蚕豆保卫细胞死亡及信号调节

为了探讨入侵植物土荆芥的化感作用机制，以其入侵地广泛种植的农作物蚕豆叶片下表皮为受试材料，通过对保卫细胞的活性分析，研究了土荆芥挥发油及其两种主要成分α-萜品烯和对伞花素诱导保卫细胞死亡及其信号调节的机制。结果表明：土荆芥挥发油、α-萜品烯、对伞花素具有显著的细胞毒性，随着处理剂量增加，保卫细胞存活率显著下降，细胞核出现了畸形、碎裂和降解等程序性细胞死亡的典型特征；活性氧（Reactive oxygen species，ROS）、一氧化氮合酶（Nitric oxide synthetase，NOS）和Ca2+的组织化学定位显示，在土芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素作用下，保卫细胞内ROS、NOS和Ca2+的水平明显高于对照组；活性氧清除剂（AsA）、Ca2+螯合剂（EGTA）和硝酸还原酶抑制剂（NaN3）均可有效缓解土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素的细胞毒性，显著提高了保卫细胞的存活率（P < 0.05）。上述结果表明，ROS、NO和Ca2+参与了土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素诱导蚕豆保卫细胞死亡的信号调节过程。土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素诱导的保卫细胞死亡，可能是通过ROS和NO调控保卫细胞内Ca2+水平的变化而引起的