论文摘要：CuAO及其催化产物H2O2在光/暗调控气孔运动中的作用研究

目前，植物体内重要信号分子过氧化氢 (hydrogen peroxide, H2O2)的作用及其生成途径已成为植物细胞信号转导研究的重要问题。已有研究发现NADPH氧化酶催化产生的H2O2参与ABA及光/暗调控气孔运动，还有不少报道表明二胺/多胺氧化酶催化产生的H2O2在植物抗性反应、维管组织发育、细胞程序性死亡、侧根发生中发挥重要作用，最近又有文献报道铜胺氧化酶(copper amine oxidase, CuAO)催化产生的H2O2参与了ABA诱导的气孔关闭过程，但时至今日尚未见CuAO及其催化产物H2O2参与光/暗调控气孔运动的报道。本实验以蚕豆(Vicia faba L.)为材料，借助表皮条实验、药理学分析及激光共聚焦扫描显微镜技术，研究了CuAO及其催化产物H2O2在光/暗调控气孔运动中的作用，并对光/暗调控气孔运动中CuAO及其催化产物H2O2与另一重要气体信号分子NO的关系进行了初步探索。本研究对于进一步了解保卫细胞光/暗信号转导途径和机制有重要理论意义。
主要实验结果如下：
1. 光下所试浓度CuAO抑制剂氨基胍(Aminoguanidine, AG)和2-溴乙胺 (2-Bromoethylamine, BEA)对气孔开度无显著影响，但暗中显著促进气孔开放。此结果表明CuAO参与光/暗调控气孔运动过程，且暗示CuAO活性光下低而暗中高。
2. 现已明了CuAO催化腐胺(putrescine, Put)氧化降解产生H2O2, NH3和4-氨基丁醛，后者再经几步反应生成γ-氨基丁酸(GABA)和琥珀酸(Succ)。我们发现光下CuAO催化产物H2O2显著促进气孔关闭，暗中则明显逆转AG、BEA促进气孔开放的作用，但CuAO其余催化产物NH3, GABA和Succ无上述效应。这些结果表明，CuAO催化产物中仅H2O2参与光/暗调控气孔运动。
3. 由于Put为CuAO催化反应底物，因此暗中CuAO抑制剂促进气孔开放的效应也可能与Put增加有关。我们的结果证实，外源Put并无促进气孔开放的效应，可见CuAO抑制剂促进气孔开放与Put无关。
4. 借助H2DCF-DA荧光探针和激光共聚焦显微镜检测内源H2O2水平的结果表明，暗确实诱导H2O2产生，而且暗诱导H2O2产生的效应被CuAO抑制剂AG、BEA阻止。此结果表明，暗确实通过CuAO途径诱导H2O2产生。
5. 借助DCF-2DA荧光探针和激光共聚焦显微镜检测内源NO水平的结果表明，暗和H2O2处理均诱导NO产生，而且暗诱导NO产生的效应可被CuAO抑制剂AG、BEA阻止。此结果表明，暗通过CuAO催化产生的H2O2诱导NO生成。
综上所述，本研究的结果表明，光/暗通过调控CuAO活性影响保卫细胞H2O2水平进而调节NO合成，最终实现对气孔运动的调控。

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