胞外三磷酸腺苷对铅胁迫下植物细胞损伤和过氧化氢及其清除酶水平的调节
2020-03-13曹佳鑫达梦婷庞海龙贾凌云冯汉青
植物研究 2020年1期
曹佳鑫 达梦婷 庞海龙 贾凌云 冯汉青
(西北师范大学生命科学学院,兰州 730070)
近年来,由于矿产资源大规模开采、富含重金属污染物的无序排放以及含重金属的农药和化肥大量使用等因素,土壤和水体中重金属的含量水平不断增加。其中,铅是当前环境中最为常见且毒性最强的重金属污染之一[1]。
铅作为植物的非必需元素能够对植物产生毒害作用[2]。研究表明,铅会随着植物吸收矿物质营养时通过根部进入植物体内[3],而过量的铅吸收会抑制植物种子萌发和幼苗的生长,引起植物根部中毒,进而造成发育迟缓并影响植物的形态建成[4]。细胞生物学的研究进一步发现,铅会抑制植物酸性磷酸酶、酯酶、过氧化物酶等多种酶的活性,并通过增加活性氧(ROS)的产生引起组织中的氧化压力,进而导致DNA的损伤、基因突变和膜质过氧化等一系列变化[5~6]。而植物也能够利用体内的抗氧化系统在一定程度上抵抗铅胁迫对植物造成的上述不良影响[7]。
三磷酸腺苷(adenosine-5′-triphosphate,ATP)是细胞内储存和供应能量的货币分子。传统观念认为,三磷酸腺苷通常存在于细胞内部,通过提供能量来维持机体的正常代谢和生存。然而,许多研究表明,动物、植物和微生物细胞内的三磷酸腺苷可以通过通道蛋白、囊泡运输等方式被释放到细胞外基质中,因而在细胞外基质中也存在三磷酸腺苷,即胞外三磷酸腺苷(extracellular ATP,eATP)[8]。在动物细胞中发现,胞外三磷酸腺苷能够通过作用于细胞膜上的特异性受体调控动物细胞或组织的多种生理活动,如平滑肌血小板的聚合、糖原的降解以及激素的释放等[9]。……
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