渗透胁迫下玉米幼叶细胞Ca~(2+)分布及超微结构变化

采用改进的焦锑酸钙沉淀细胞化学方法,探讨了渗透胁迫条件下玉米幼叶胞内Ca2+的分布及细胞超微结构的变化,旨在进一步探讨Ca2+与渗透胁迫诱导胞内信息转导过程的关系。结果表明:干旱胁迫初期,胞质Ca2+浓度升高,液泡失水,叶绿体、细胞核Ca2+浓度升高,起到了调节胞内Ca2+浓度的作用;随着胁迫时间的延长,细胞超微结构遭到破坏,同时,叶绿体及细胞核中Ca2+浓度呈继续上升趋势,二者超微结构受到破坏的程度愈发严重,直至解体。说明:Ca2+介导了渗透胁迫诱导的细胞生理过程,Ca2+对细胞核骨架的可塑性发挥着重要作用。     

胞外及胞内Ca~(2+)共同参与拟南芥中茉莉酸诱导的钙动员

【目的】探究茉莉酸(Jasmonic acid,JA)诱导的钙动员的来源及钙调素(CaM)在JA信号通路中的作用。【方法】以拟南芥(Arabidopsis thaliana columbia)为材料,采用不同类型的离子通透性通道抑制剂(或拮抗剂)预处理拟南芥叶肉细胞,利用激光共聚焦显微镜检测其对JA诱导的[Ca2+]cyt升高的影响;同时还利用上述拮抗剂、钙调素(CaM)拮抗剂处理10d的拟南芥幼苗,采用Northern blot方法检测了其对JA诱导的VSP表达的影响。【结果】胞内及胞外钙离子共同参与JA诱导的钙动员,JA诱导的Ca2+通过CaM或CaM相关蛋白进一步传递JA信号。【结论】质外体钙离子的流入和胞内钙库中钙离子的释放均参与JA诱导的钙离子动员,Ca2+可能通过CaM或CaM相关蛋白传递JA信号,进一步诱导JA反应基因的表达。     

Ca2+信号参与铝诱导黑麦根系分泌有机酸的调控

 【目的】揭示铝诱导根系分泌有机酸的机制，探讨胞质钙信号对铝诱导黑麦根系分泌有机酸的调控作用。【方法】采用药理学研究方法和激光共聚焦扫描显微技术探讨铝胁迫下根尖胞质游离钙离子浓度（[Ca2+]cyt）及其与有机酸分泌的关系。【结果】铝不仅诱导黑麦根系分泌柠檬酸和苹果酸，而且使根尖细胞Ca2+的荧光强度增强、波动加剧。铝引起的根尖细胞Ca2+荧光强度的变化在受Ca2+通道抑制剂异搏定、胞内Ca2+ 通道阻断剂辽红干扰后，显著减少了铝诱导的有机酸分泌。铝诱导的根尖[Ca2+]cyt的升高及有机酸分泌还受CaM阻断剂三氟拉嗪的干扰和抑制。钙螯合剂EGTA处理不仅减弱了铝诱导的Ca2+荧光信号、加大了Ca2+信号的波动幅度，而且显著抑制铝诱导的柠檬酸分泌。此外，在铝胁迫下，根系有机酸分泌受阴离子通道抑制剂尼氟灭酸的抑制。【结论】根尖[Ca2+]cyt可能是介导铝诱导黑麦根系分泌有机酸的胞内信号因子，而质膜上的阴离子通道可能是铝诱导的钙信号传导途径中的下游效应器。     

钙素在植物诱导防御中的作用

植物在受到环境中生物及非生物因子的胁迫后,会产生抗性反应,以保护自身免受损害,我们将这种现象称为植物的诱导抗性。现代研究表明,在植物的诱导防御中,Ca2+以细胞第二信使的身份,在植物免疫应答的信号转导途径中发挥着重要作用。本文总结前人的研究,介绍了植物的诱导防御体系,阐述了环境胁迫下,植物细胞内Ca2+浓度的变化,分析了Ca2+在胞内信号转导过程中的作用机制,最后,强调了钙素在植物诱导防御中的重要性以及在增强植物抵抗力上的应用前景。     

ABA诱导的玉米保卫细胞胞质钙离子浓度的变化

 【目的】以玉米第二真叶下表皮为材料，研究ABA诱导的保卫细胞胞质Ca2+浓度的变化，并探讨Ca2+来源。【方法】通过数字激光共聚焦显微镜测定ABA诱导的胞质钙离子浓度变化，并通过异搏啶、EGTA[乙二醇双（2--氨基）乙基醚-N,N,N’,N’四乙酸]药理实验探讨钙离子的来源。【结果】ABA不能诱导所有的保卫细胞胞质钙离子浓度的增加，而可被ABA诱导的保卫细胞中又表现了不同的钙离子浓度变化形式。异搏啶预处理后，不能改变保卫细胞对ABA的反应，但EGTA预处理，则抑制了ABA诱导的胞质钙离子浓度升高。此外，气孔运动观察结果显示：ABA可以明显的诱导气孔关闭，但EGTA、异搏啶的预处理延缓了ABA诱导的气孔关闭速度。【结论】ABA作用下，保卫细胞胞质Ca2+浓度或不发生变化，或持续高浓度，或发生逐渐升高，形成不同的钙信号，最终造成气孔不同步关闭；ABA诱导的胞质钙离子升高主要源自胞外钙离子内流。     

三苯氧胺对人脑胶质瘤细胞内游离钙离子水平的影响

以不同浓度的三苯氧胺(TAM)处理SHG-44细胞后,用流式细胞仪检测细胞凋亡率和激光共聚焦显微镜测定细胞内游离Ca2+水平,探讨TAM对人脑胶质瘤细胞内游离钙离子水平的影响。结果表明:当细胞外有Ca2+时,TAM使细胞内Ca2+浓度迅速升高并呈剂量依赖性关系,其浓度能维持在较高水平。当细胞外无Ca2+时,TAM呈剂量依赖性地使胞内Ca2+浓度缓慢升高,其升高的幅度和速度低于细胞外有Ca2+组。说明TAM能促进SHG-44细胞胞外Ca2+内流和胞内钙库释放Ca2+,提高细胞内游离Ca2+浓度;TAM诱导的细胞凋亡与提高细胞内游离Ca2+浓度有关。     

荠菜冷响应基因CbCAX51的启动子与表达特性分析

Ca2+/H+反向转子(CAXs)作为一类Ca2+外向转运器,与植物的抗逆性密切相关,在保证胞质内的Ca2+稳态的同时使Ca2+介导的信号传递畅通,在植物对逆境作出准确和及时应答和调节过程中发挥着重要作用.为探究十字花科耐冷植物荠菜(Capsella bursa-pastoris)中CbCAX51基因在信号分子诱导下的表达特性,其启动子序列通过基因组步移克隆获得并进行调控元件分析,同时利用RT-PCR技术,检测常温条件下4种信号分子对CbCAX51的诱导调控作用.结果显示克隆获得的CbCAX51启动子序列(1 163 bp)与拟南芥AtCAX1启动子区具有一定同源性,共含有4类与信号分子(ABA、MeJA、IAA,GA3)诱导相关的顺式作用元件.在4种信号分子诱导下,CbC4X51基因表达谱呈现不同的特点.这一结果对进一步阐明CbCAX51的表达特性以及在植物逆境中的作用具有重要意义.     

荧光指示剂检测甜菜胞内钙离子的条件优化

胞内钙离子信号做为第二信使参与植物抗病信号转导途径。以甜菜叶片为试验材料,用孵育方法将Ca2+荧光探针Fluo-3/AM载入甜菜细胞中,并结合激光共聚焦扫描显微技术,研究甜菜叶片胞质游离Ca2+的测定方法。结果表明,采用20μmol·L-1的钙离子荧光指示剂Fluo-3/AM装载顺次进行低温4℃孵育120 min,25℃孵育120 min,可获得较为理想的甜菜叶片胞质游离Ca2+染色结果。该方法可用于检测BNYVV侵染甜菜叶片胞质游离钙离子的变化,为研究甜菜BNYVV入侵甜菜后胞内钙信号作用提供理论研究基础。     

NaCl对泌盐红树和非泌盐红树Cd吸收和积累的影响

为研究NaCl对红树植物Cd吸收和转运的影响,本文以非泌盐红树秋茄和泌盐红树桐花树幼苗为实验材料,研究了不同浓度NaCl和CdCl2处理下地上和地下各器官中Na+、Ca2+、Cd2+离子浓度的变化,并利用非损伤微测技术测定植物根尖在不同处理下对Cd2+和Ca2+的动态吸收。结果表明,随着CdCl2处理浓度的增加,2种红树的根、胚轴、茎和叶4器官中的Cd2+含量均明显增加。而泌盐红树桐花树各器官中Cd2+含量均高于非泌盐红树秋茄,分别达到65%(根)、19%(胚轴)、203%(茎)和96%(叶)。利用非损伤微测技术测定Cd2+流,发现Cd2+内流能被Ca2+通道抑制剂LaCl3抑制,表明Cd2+主要通过Ca2+通道实现内流。在NaCl对Cd2+吸收的影响方面,低浓度NaCl(100~200 mmol/L)能促进秋茄对Cd2+的积累,但高浓度NaCl(400 mmol/L)抑制了桐花树和秋茄对Cd2+的吸收。这是由于:1)红树根系对Na+吸收增加,而Na+能与Cd2+竞争膜上转运蛋白上的金属离子结合位点从而减少Cd2+的吸收,2)NaCl促进了植物根尖对Ca2+的吸收,从而竞争性的抑制了Cd2+通过Ca2+通道的内流,最终减少了2种红树根系对Cd2+的吸收和积累。泌盐红树桐花树Cd2+含量高于非泌盐红树秋茄,表明桐花树根细胞质膜上的转运蛋白与Ca2+通道对Cd2+的吸收能力高于秋茄。      

外生菌根真菌Paxillus involutus吸收Cd2+及H2O2对Cd2+内流的调控作用

目的本文研究了外生菌根真菌Paxillus involutus对Cd2+的吸收作用以及H₂O₂对Cd2+内流的调控作用。方法以Paxillus involutus的2种菌株MAJ和NAU为研究材料，利用50 μmol/L CdCl₂对材料进行24 h处理，应用非损伤微测技术测定菌丝的Cd2+和Ca2+离子流。结果结果显示，Cd2+处理后，MAJ和NAU菌丝的Cd2+内流增强，同时也显著促进了Ca2+的内流。Ca2+通道抑制剂(Verapamil、GdCl₃、TEA)处理后，Cd2+和Ca2+内流强度均明显减弱，表明Cd2+是通过钙通透性离子通道(CaPCs)进入菌丝细胞的。Cd2+处理促进了Cd2+和Ca2+的内流，很可能是Cd2+激活了菌丝质膜的CaPCs。Ca2+和Cd2+的竞争性实验结果显示，高浓度的Ca2+抑制菌株MAJ和NAU的Cd2+内流；反过来，测试液中Cd2+浓度的提高也明显降低了Ca2+的内流强度，这证明Ca2+和Cd2+是竞争性地通过CaPCs进入菌丝细胞的。此外还发现，H₂O₂(1.0 mmol/L)能增强菌丝的Cd2+和Ca2+内流，而ROS清除剂DMTU却显著抑制了菌株对Ca2+和Cd2+的吸收，表明H₂O₂在调控菌丝细胞CaPCs介导Cd2+内流的过程中具有重要作用。结论 综上，外生菌根真菌Paxillus involutus对Cd2+具有富集作用并且可以通过H₂O₂激活CaPCs促进Cd2+内流。      

植物低温信号的感知、转导与转录调控

低温是植物生长的主要环境胁迫因子之一。植物对低温的应激是一个复杂的过程，包括低温信号的感知、信号转导和转录调控等阶段。低温可以通过质膜流动性的改变被质膜感知，也可以通过质膜上的钙离子通透性通道、组氨酸激酶、受体激酶和磷酸酯酶感知。低温信号转导包括钙信号途径和其他信号途径，其中钙信号途径是低温应答过程中重要的信号途径。在此途径中，因低温增加的胞质钙离子能被CDPK、磷酸酶和MAPK识别并传导；其他信号途径主要与ABA有关。低温信号最终将启动CBF和非CBF介导的转录调控，提高植物的低温抗性。     

钙对盾叶薯蓣产量和皂素含量的影响

[目的]明确钙对盾叶薯蓣产量和皂素含量的影响。[方法]用0、20、40、80、120mg/kg钙分别处理盾叶薯蓣的实生苗,测定盾叶薯蓣产量、皂素含量、叶片叶绿体Ca2+-ATPase的活性和土壤中有效钙含量。[结果]随钙肥用量的升高,盾叶薯蓣产量、皂素含量均呈先上升后下降的趋势。钙肥用量为80mg/kg时,单株平均产量最高,为38.967g/株;有效钙含量最低(10.721mg/100g);叶绿体Ca2+-ATPase活性最高[26.740μmol/(mg.h)]。钙肥用量为40mg/kg时,皂素含量最高,为2.56%。[结论]在一定的范围内,钙肥可明显提高盾叶薯蓣产量和皂素产量。Ca2+通过影响叶绿体Ca2+-ATPase的活性而影响Ca2+吸收,进而影响盾叶薯蓣产量,但是Ca2+-ATPase的活性变化与皂素含量未显示出相关性。     

Abnormal coronary function in mice deficient in alpha1H T-type Ca2+ channels

Calcium ion (Ca2+) influx through voltage-gated Ca2+ channels is important for the regulation of vascular tone. Activation of L-type Ca2+ channels initiates muscle contraction; however, the role of T-type Ca2+ channels (T-channels) is not clear. We show that mice deficient in the alpha1H T-type Ca2+ channel (alpha(1)3.2-null) have constitutively constricted coronary arterioles and focal myocardial fibrosis. Coronary arteries isolated from alpha(1)3.2-null arteries showed normal contractile responses, but reduced relaxation in response to acetylcholine and nitroprusside. Furthermore, acute blockade of T-channels with Ni2+ prevented relaxation of wild-type coronary arteries. Thus, Ca2+ influx through alpha1H T-type Ca2+ channels is essential for normal relaxation of coronary arteries.     

盐胁迫条件下钙离子对不同品种小麦NSCCs转移钾的影响

采用3种耐盐能力不同的小麦品种,通过添加钾专性通道抑制剂的方法,对盐胁迫下钙离子(Ca~(2+))对非选择性阳离子通道(NSCCs)转移钾的影响进行研究.结果表明:耐盐性越强的小麦,由NSCCs转移的钾占总吸钾的比例越大.Ca~(2+)对3种小麦的总吸钾速率均有促进作用,且这种作用随着Ca~(2+)浓度的增加而增加.耐盐能力越强的小麦,Ca~(2+)对其根系NSCCs转移钾的能力促进作用也越大.Ca~(2+)对耐盐能力较强的小麦吸钾的促进是通过同时提高钾的专性通道吸收和NSCCs转移而达到的,但对耐盐能力较弱的小麦而言,更多的则是通过对钾专性通道吸收而实现的.     

Voltage-dependent calcium channels in glial cells

The electrophysiological properties of glial cells were examined in primary culture in the presence of tetraethylammonium and Ba2+, a treatment that reduces K+ permeability of the membrane and enhances currents through voltage-dependent Ca2+ channels. Under these conditions, glial cells showed both spontaneous action potentials and action potentials evoked by the injections of current. These responses appear to represent entry of Ba2+ through Ca2+ channels because they were resistant to tetrodotoxin but were blocked by Mn2+ or Cd2+.     

BKCa-Cav channel complexes mediate rapid and localized Ca2+-activated K+ signaling

Large-conductance calcium- and voltage-activated potassium channels (BKCa) are dually activated by membrane depolarization and elevation of cytosolic calcium ions (Ca2+). Under normal cellular conditions, BKCa channel activation requires Ca2+ concentrations that typically occur in close proximity to Ca2+ sources. We show that BKCa channels affinity-purified from rat brain are assembled into macromolecular complexes with the voltage-gated calcium channels Cav1.2 (L-type), Cav2.1 (P/Q-type), and Cav2.2 (N-type). Heterologously expressed BKCa-Cav complexes reconstitute a functional "Ca2+ nanodomain" where Ca2+ influx through the Cav channel activates BKCa in the physiological voltage range with submillisecond kinetics. Complex formation with distinct Cav channels enables BKCa-mediated membrane hyperpolarization that controls neuronal firing pattern and release of hormones and transmitters in the central nervous system.     

采收前喷钙对切花芍药茎杆品质的影响

为解决芍药切花在栽培过程中易弯茎的问题,以黄金轮、银线绣红袍、紫凤朝阳3个芍药切花品种为试材,设置采收前喷施2%(CH3COO)2Ca、4%(CH3COO)2Ca、2%CaCl2、4%CaCl2共4个处理,通过株高、茎粗、蕾径3个指标的变化来比较不同钙素形态(有机态和无机态)和钙素浓度对植株茎杆增粗的效果,采用主成分分析法进行综合评价,结果表明,有机钙的效果优于无机钙;(CH3COO)2Ca的施用以4%较佳;喷钙对不同品种茎杆品质的影响不同,黄金轮和银线绣红袍在采前喷施4%(CH3COO)2Ca,可以明显提高茎杆品质,而紫凤朝阳不宜进行喷钙处理.     

CRACM1 is a plasma membrane protein essential for store-operated Ca2+ entry

Store-operated Ca2+ entry is mediated by Ca2+ release-activated Ca2+ (CRAC) channels following Ca2+ release from intracellular stores. We performed a genome-wide RNA interference (RNAi) screen in Drosophila cells to identify proteins that inhibit store-operated Ca2+ influx. A secondary patch-clamp screen identified CRACM1 and CRACM2 (CRAC modulators 1 and 2) as modulators of Drosophila CRAC currents. We characterized the human ortholog of CRACM1, a plasma membrane-resident protein encoded by gene FLJ14466. Although overexpression of CRACM1 did not affect CRAC currents, RNAi-mediated knockdown disrupted its activation. CRACM1 could be the CRAC channel itself, a subunit of it, or a component of the CRAC signaling machinery.