Al3+对大豆根边缘细胞程序性死亡诱导的生理生态作用

设置不同的Al3+浓度(0、25、50、100、200、400μmol.L-1)和培养时间(12、24h),研究了边缘细胞活性和大豆(Glycine max)根中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)随Al3+浓度及处理时间变化的规律,并通过Hoechst33342-PI双重荧光染色、梯状DNA(即DNA ladder)分析和末端脱氧核糖核酸转移酶介导的dUTP切口末端标记(即TUNEL原位标记)检测,研究了Al3+对大豆根边缘细胞程序性死亡诱导的生理生态作用。结果表明,Al3+胁迫能诱导边缘细胞的死亡,随着Al3+浓度的升高和处理时间的延长,细胞死亡率增加。通过Hoechst33342-PI双重荧光染色、DNA ladder分析和TUNEL原位标记,检测到Al3+胁迫下发生程序性死亡的边缘细胞。其表现为:在400μmol·L-1Al3+诱导大豆根24h时,核酸电泳显示细胞DNA发生特异性降解并形成阶梯状电泳条带(DNAladder),用TUNEL原位标记检测200和400μmol·L-1Al3+处理12h后的大豆根边缘细胞,发现DNA的3′-OH端被原位特异标记,二氨基联苯胺(DAB)显色后,细胞核为阳性或强阳性。同时,高浓度Al3+(>100μmol·L-1)处理下,CAT、POD和SOD活性均有不同程度的下降,CAT和SOD的活性也随处理时间的延长而降低。说明在Al3+胁迫下边缘细胞的死亡可能是一种程序性死亡形式,高浓度Al3+胁迫下,通过诱导活性氧在细胞体内的产生和累积而导致细胞凋亡,此过程是其对逆境胁迫所作出的生理生态防御性应答方式之一。