NaCl脅迫下交替呼吸途徑對(duì)煙草懸浮細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)作用的研究

馮漢青， 王玉佩， 王　婉， 管冬冬， 賈凌云

( 1. 西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 蘭州 730070; 2. 中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所， 蘭州 730000； 3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049 )

?

NaCl脅迫下交替呼吸途徑對(duì)煙草懸浮細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)作用的研究

馮漢青1*， 王玉佩2，3， 王婉1， 管冬冬1， 賈凌云1

( 1. 西北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 蘭州 730070; 2. 中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所， 蘭州 730000； 3. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049 )

摘要：鹽分脅迫是植物在自然環(huán)境中經(jīng)常遭遇的環(huán)境脅迫因素之一，會(huì)引起植物代謝紊亂乃至細(xì)胞死亡，這嚴(yán)重限制了植物的生長(zhǎng)、繁育和生存。交替呼吸途徑是植物較之動(dòng)物獨(dú)特的線粒體呼吸途徑。該研究在煙草懸浮細(xì)胞中調(diào)查了交替呼吸途徑對(duì)NaCl脅迫引起的植物細(xì)胞死亡過(guò)程的調(diào)節(jié)作用及相應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制，以及在200 mmol·L-1NaCl處理的煙草懸浮細(xì)胞中研究了交替呼吸途徑和細(xì)胞死亡發(fā)生及H2O2之間的關(guān)系。結(jié)果表明：(1)隨著NaCl處理濃度的增加，煙草懸浮細(xì)胞死亡水平逐漸增加，而交替呼吸途徑的容量也逐漸上升。(2)與NaCl處理相似，外源H2O2的處理也能導(dǎo)致煙草懸浮細(xì)胞死亡水平的增加。200 mmol·L-1NaCl的脅迫導(dǎo)致明顯的細(xì)胞死亡發(fā)生和H2O2產(chǎn)量的顯著性增加; 而較之200 mmol·L-1NaCl脅迫下的細(xì)胞，用水楊基氧肟酸(交替呼吸途徑的抑制劑)預(yù)處理后的細(xì)胞再置于200 mmol·L-1NaCl的脅迫下導(dǎo)致更高水平的細(xì)胞死亡和H2O2的產(chǎn)生。綜上表明，高鹽脅迫誘導(dǎo)了煙草懸浮細(xì)胞的交替呼吸途徑的增加，而交替呼吸途徑則可能通過(guò)抑制活性氧的產(chǎn)生而起到緩解細(xì)胞死亡發(fā)生的作用。

關(guān)鍵詞：交替呼吸途徑， 煙草懸浮細(xì)胞， H2O2， 細(xì)胞死亡

鹽分脅迫是植物在自然環(huán)境中所面臨的主要環(huán)境脅迫因素之一(Munns & Tester， 2008)。鹽分脅迫會(huì)導(dǎo)致植物離子含量的不平衡、滲透壓增加、水分缺失、氧化壓力、生長(zhǎng)繁殖水平下降乃至細(xì)胞死亡(Hamada et al， 2001；Munns & Tester， 2008)。NaCl水平過(guò)高是造成鹽分脅迫的主要原因(潘瑞熾等，2008)。線粒體作為呼吸作用主要場(chǎng)所為細(xì)胞的生存發(fā)育及相關(guān)的代謝活動(dòng)提供了能量。在高等植物的線粒體呼吸途徑中，除了細(xì)胞色素呼吸途徑外，還存在著交替呼吸途徑。該途徑的運(yùn)行使得電子繞過(guò)了線粒體電子傳遞鏈中的復(fù)合物Ⅲ和復(fù)合物Ⅳ兩個(gè)ATP形成位點(diǎn)，而使得電子從UQ庫(kù)直接傳遞到氧分子(Millenaar & Lambers， 2003)。

低溫、病原菌侵染、水分缺失等環(huán)境脅迫因素均可導(dǎo)致植物交替呼吸途徑水平的上升，且該交替呼吸途徑的增加有助于植物抵抗上述的環(huán)境脅迫(Feng et al， 2008；Bartoli et al， 2005；Simons et al， 1999)。Smith et al(2009)和Wang et al(2010)研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致擬南芥幼苗或愈傷組織中交替呼吸途徑的增加，且鹽脅迫下交替呼吸途徑的增加能在一定程度上緩解鹽脅迫所導(dǎo)致的電子滲漏和生長(zhǎng)速率的下降。而目前對(duì)于交替呼吸途徑在植物抵抗鹽脅迫中的生理學(xué)作用的認(rèn)識(shí)較為有限。如鹽脅迫特別在較高的水平下，能導(dǎo)致植物細(xì)胞的死亡，而交替呼吸途徑是否在鹽脅迫下也能影響植物細(xì)胞死亡的發(fā)生則報(bào)道較少?；诖?，本文在煙草懸浮細(xì)胞中研究了NaCl脅迫下交替呼吸途徑對(duì)植物細(xì)胞死亡的調(diào)節(jié)作用，有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)交替呼吸途徑在逆境下的生理學(xué)作用以及植物在鹽脅迫下細(xì)胞死亡發(fā)生及調(diào)控的機(jī)理。

1材料與方法

1.1 煙草BY-2懸浮細(xì)胞培養(yǎng)

煙草懸浮細(xì)胞(Nicotianatabacumcv. Bright Yellow-2)由香港大學(xué)姜里文教授提供。懸浮細(xì)胞在MS(Murashige & Skoog，1962)液體培養(yǎng)基(pH值5.8)(Sigma-Aldrich公司)中生長(zhǎng)，并在其中補(bǔ)充3%(w/v)蔗糖和0.4 mg·L-1的2，4-二氯苯氧乙酸。培養(yǎng)物于25 ℃、130 r·min-1的黑暗條件下振蕩培養(yǎng)(Nagata et al， 1981)。在7 d生長(zhǎng)周期的時(shí)間間隔下，吸取10 mL細(xì)胞培養(yǎng)物，加入到100 mL的新鮮液體培養(yǎng)基中完成傳代培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)所用細(xì)胞為轉(zhuǎn)入到新鮮培養(yǎng)基中4～5 d后的細(xì)胞，所有步驟均在無(wú)菌條件下完成。

1.2 細(xì)胞處理

吸取一定體積的細(xì)胞懸液，以1∶5(v/v)用去離子水稀釋并搖勻，取5 mL均勻的稀釋懸液過(guò)濾，再用去離子水洗滌過(guò)濾待用。在第一組試驗(yàn)中，將細(xì)胞分別置于50、100、200和400 mmol·L-1的NaCl下處理5 h，以用去離子水處理的細(xì)胞作為對(duì)照。在第二組試驗(yàn)中，將細(xì)胞用1 mmol·L-1的SHAM (水楊基氧肟酸，交替呼吸途徑的抑制劑)預(yù)處理5 h后，分別置于0或200 mmol·L-1NaCl下處理5 h，或以1 mmol·L-1SHAM的溶劑預(yù)處理細(xì)胞5 h后再置于200 mmol·L-1NaCl下處理5 h，以1 mmol·L-1SHAM的溶劑預(yù)處理細(xì)胞5 h后再置于0 mmol·L-1的NaCl下的細(xì)胞作為對(duì)照。在第三組試驗(yàn)中，分別用0、50、100、200、400 mmol·L-1的 H2O2處理細(xì)胞5 h。

1.3 細(xì)胞死亡測(cè)定

細(xì)胞死亡采用伊文思藍(lán)染色法進(jìn)行測(cè)定。(1)將處理后的細(xì)胞懸液搖勻，取1 mL細(xì)胞懸液于加入100 μL 0.025%(w/v)伊文思藍(lán)染液中染色8 min，之后先在1 000 r·min-1下離心1 min，去上清，再用磷酸緩沖液沖洗沉淀。(2)加入1 mL裂解液 [含1%(w/v)的十二烷基磺酸鈉(SDS)和50%(w/v)的甲醇] 在50 ℃下水浴0.5 h 以裂解細(xì)胞。(3)在8 000 r·min-1下離心10 min，取上清在595 nm處檢測(cè)吸光值，吸光值可反應(yīng)細(xì)胞的死亡程度(Yang et al， 2004)。

1.4 呼吸速率測(cè)定

將處理后的細(xì)胞懸液立即置于測(cè)量杯中，利用Clark氧電極(中國(guó)科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所制)測(cè)量在氰化鉀存在下細(xì)胞的耗氧速率，所得值即為交替呼吸的容量值，具體操作參照Bingham & Farrar(1989)。

1.5 H2O2含量檢測(cè)

取處理后的細(xì)胞用5%(w/v)三氯乙酸(TCA)磨樣，接著在12 000 × g條件下離心10 min。取0.9 mL上清液與0.1 mL 0.1% (w/v)硫酸鈦形成的Ti-H2O2的復(fù)合物用20% (v/v) H2SO4溶解混勻，測(cè)定光吸收值(OD405)，以H2O2標(biāo)準(zhǔn)曲線確定樣品H2O2含量(Patterson et al， 1984)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)采用單因素方差分析，再用最小顯著差數(shù)(LSD)法進(jìn)行兩兩比較和顯著性差異水平分析(P<0.05)。

2結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)煙草細(xì)胞死亡的影響

懸浮細(xì)胞經(jīng)50、100、200、400 mmol·L-1的NaCl處理后細(xì)胞死亡水平顯著性增加，且細(xì)胞死亡程度隨NaCl處理濃度增大而增大(圖1)。

圖 1　NaCl脅迫對(duì)細(xì)胞死亡的誘導(dǎo)　細(xì)胞死亡水平的測(cè)量使用伊文思藍(lán)染色法，即通過(guò)測(cè)量在595 nm下所提染液的吸光值來(lái)反映。數(shù)值為至少3次獨(dú)立處理重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。不同字母表示數(shù)值間在P<0.05水平有顯著性差異。Fig. 1　NaCl-induced cell death examination　The levels of cell death were measured using Evans blue staining assay by measuring the absorbance of extracted dye at 595 nm. Each value represents the mean ± SD of at least three experiments. The means denoted by the different letters represent significant differences at P< 0.05.

2.2 NaCl脅迫下煙草細(xì)胞交替呼吸途徑的變化

與細(xì)胞死亡的變化相似，細(xì)胞交替呼吸的容量也隨著NaCl脅迫濃度增大而不斷增大(圖2)。與對(duì)照相比，在50 和100 mmol·L-1的NaCl處理后交替呼吸的容量分別增加了1.18和1.68倍，但增加不顯著。而200和400 mmol·L-1的NaCl處理后交替呼吸的容量分別是對(duì)照的1.68倍、2.06倍和2.20倍，且均達(dá)到了顯著性差異(圖2)。

圖 2　NaCl脅迫對(duì)細(xì)胞交替呼吸途徑的影響　數(shù)值為至少3次獨(dú)立處理重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。不同字母表示數(shù)值之間在P<0.05水平上具有顯著性差異。Fig. 2　Effects of NaCl stresses on the capacity of the alternative respiratory pathways　Each value represents the mean ± SD of at least three experiments. The means denoted by the different letters represent significant differences at P<0.05.

2.3 細(xì)胞死亡的發(fā)生和過(guò)氧化氫水平的上升有關(guān)

由于200 mmol·L-1NaCl導(dǎo)致了細(xì)胞死亡和交替呼吸途徑的顯著性上升，因此檢測(cè)200 mmol·L-1NaCl脅迫下細(xì)胞體內(nèi)H2O2水平的變化以及交替呼吸途徑的抑制劑對(duì)其的影響。結(jié)果表明， 200 mmol·L-1NaCl脅迫導(dǎo)致細(xì)胞H2O2水平的顯著性上升(圖3)，提示鹽脅迫所導(dǎo)致細(xì)胞死亡的發(fā)生可能是H2O2在體內(nèi)的積累或上升所致。

SHAM(水楊基氧肟酸)為交替呼吸途徑的抑制劑。與對(duì)照相比，1 mmol·L-1的SHAM的單獨(dú)處理并未對(duì)細(xì)胞H2O2水平發(fā)生顯著性影響。而細(xì)胞先經(jīng)1 mmol·L-1SHAM 處理后再置于200 mmol·L-1NaCl下則使得H2O2水平顯著性高于對(duì)照，也顯著高于200 mmol·L-1NaCl脅迫下的細(xì)胞，表明SHAM對(duì)鹽脅迫下H2O2的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。

進(jìn)一步用不同濃度外源H2O2對(duì)細(xì)胞進(jìn)行處理，處理濃度依次為50、100、200、400 mmol·L-1。結(jié)果表明，H2O2的處理導(dǎo)致了細(xì)胞死亡的發(fā)生，且細(xì)胞死亡程度隨H2O2濃度的增大而逐漸增大，分別為對(duì)照組的1.34、1.6、2.5和4.07倍(圖4)，表明了細(xì)胞死亡能夠被H2O2所誘導(dǎo)。

圖 3　不同處理對(duì)煙草BY-2懸浮細(xì)胞H2O2水平的影響　將細(xì)胞分別置于1 mmol·L-1 的SHAM (SHAM)或200 mmol·L-1的NaCl (NaCl)下；或先經(jīng)1 mmol·L-1的SHAM 處理后再置于200 mmol·L-1 NaCl下(SHAM+NaCl)。以1 mmol·L-1 SHAM的溶劑處理后的細(xì)胞置于0 mmol·L-1的NaCl下的細(xì)胞作為對(duì)照(Control)。數(shù)值為6次獨(dú)立處理重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。不同字母表示數(shù)值之間在P<0.05水平上具有顯著性差異。Fig. 3　Effects of different treatments on the levels of hydrogen peroxide (H2O2) of tabacoo BY-2 suspension cells　The cells were treated as follows: the cells were respectively exposed to 1 mmol·L-1 SHAM (SHAM)， 200 mmol·L-1 NaCl (NaCl). Or， the cells were pretreated with 1 mmol·L-1 SHAM and then subjected to 200 mmol·L-1 NaCl (SHAM+NaCl). The cells pretreated with the solvent of 1 mmol·L-1 SHAM and then subjected to 0 mmol·L-1 NaCl were used as control (Control). Each value represents the mean ± SD of six experiments. The means denoted by the different letters represent significant differences at P<0.05.

圖 4　過(guò)氧化氫(H2O2)對(duì)煙草BY-2懸浮細(xì)胞細(xì)胞死亡的誘導(dǎo)　細(xì)胞的死亡水平的測(cè)量使用伊文思藍(lán)染色法，即通過(guò)測(cè)量在595 nm下所提染液的吸光值來(lái)反映。數(shù)值為至少3次獨(dú)立處理重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。不同字母表示數(shù)值之間在P<0.05水平上具有顯著性差異。Fig. 4　Hydrogen peroxide (H2O2)-induced cell death examinationof tabacoo By-2 suspension cells　The levels of cell death were measured using Evans blue staining assay by measuring the absorbance of extracted dye at 595 nm. Each value represents the mean ± SD of at least three experiments. The means denoted by the different letters represent significantly differences at P< 0.05.

2.4 交替呼吸途徑對(duì)NaCl脅迫下細(xì)胞死亡發(fā)生的調(diào)節(jié)作用

1 mmol·L-1的SHAM處理并未對(duì)細(xì)胞H2O2的水平發(fā)生顯著性影響(圖3)；而1 mmol·L-1的SHAM對(duì)鹽脅迫下H2O2的產(chǎn)生具有促進(jìn)作用(圖3)。相似地，對(duì)細(xì)胞單獨(dú)用1 mmol·L-1的SHAM處理并未對(duì)細(xì)胞的死亡水平發(fā)生顯著性影響(圖5)，表明在未受到NaCl脅迫的條件下，交替呼吸途徑的抑制不會(huì)對(duì)H2O2和細(xì)胞活力的水平產(chǎn)生影響。而較之200 mmol·L-1的NaCl的單獨(dú)處理，細(xì)胞先經(jīng)1 mmol·L-1的SHAM 處理后再置于200 mmol·L-1NaCl下則導(dǎo)致了細(xì)胞死亡程度的進(jìn)一步上升(圖5)。這些結(jié)果說(shuō)明了在鹽脅迫下，抑制交替呼吸的活性，可以產(chǎn)生更多的過(guò)氧化氫并加劇細(xì)胞死亡程度。

圖 5　不同處理對(duì)煙草BY-2懸浮細(xì)胞細(xì)胞死亡水平的影響　將細(xì)胞分別置于1 mmol·L-1 的SHAM (SHAM)或200 mmol·L-1的NaCl(NaCl)下；或先經(jīng)1 mmol·L-1的SHAM 處理后再置于200 mmol·L-1 NaCl下(SHAM+NaCl)。以1 mmol·L-1 SHAM的溶劑處理后的細(xì)胞置于0 mmol·L-1的NaCl下的細(xì)胞作為對(duì)照(Control)并以對(duì)照值設(shè)為1.0。數(shù)值為至少3次獨(dú)立處理重復(fù)試驗(yàn)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。不同字母表示數(shù)值之間在P<0.05水平上具有顯著性差異。Fig. 5　Effects of different treatments on the death levels of tabacco BY-2 suspension cells　The cells were treated as follows: the cells were respectively exposed to 1 mmol·L-1 SHAM (SHAM)， 200 mmol·L-1 NaCl (NaCl). Or， the cells were pretreated with 1 mmol·L-1 SHAM and then subjected to 200 mmol·L-1 NaCl (SHAM+NaCl). The cells pretreated with the solvent of 1 mmol·L-1 SHAM and then subjected to 0 mmol·L-1 NaCl were used as control (Control) and the values in the control were set to 1.0. Each value represents the mean ± SD of at least three experiments. The means denoted by the different letters represent significantly differences at P<0.05.

3討論與結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，NaCl的處理導(dǎo)致了植物細(xì)胞死亡的發(fā)生。通常來(lái)講，細(xì)胞死亡水平的增加會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞代謝水平的下降；然而，細(xì)胞交替呼吸途徑的水平卻隨著細(xì)胞死亡水平的增加而不斷上升，這提示交替呼吸途徑可能是細(xì)胞抵御外界鹽脅迫的一種生理學(xué)反應(yīng)。

鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致植物活性氧水平的上升(Hessini et al， 2009；Skopelitis et al， 2006)。在細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧當(dāng)中，H2O2具有最長(zhǎng)的半衰期；同時(shí)，由于H2O2的弱極性，其還具有穿膜的功能(Dat et al，2000)。本研究測(cè)量了200 mmol·L-1的 NaCl脅迫下細(xì)胞的H2O2水平的變化，發(fā)現(xiàn)該水平的NaCl脅迫誘導(dǎo)了細(xì)胞明顯的H2O2的產(chǎn)生。Maxwell et al(1999)發(fā)現(xiàn)，在非光合組織或器官當(dāng)中，植物活性氧產(chǎn)生的主要位點(diǎn)是線粒體。由于本實(shí)驗(yàn)采用的Bright Yellow-2煙草懸浮細(xì)胞也是無(wú)法進(jìn)行光合作用的細(xì)胞，故推測(cè)NaCl脅迫下產(chǎn)生的H2O2也主要來(lái)自于線粒體。本研究進(jìn)一步調(diào)查了細(xì)胞H2O2水平的增加是否能夠引起細(xì)胞死亡，結(jié)果表明，H2O2可以以劑量依賴的方式誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的發(fā)生。同時(shí)，已有報(bào)道H2O2等活性氧水平的增加會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)等生物分子造成的損傷，同時(shí)又可以以信號(hào)分子的方式引發(fā)程序化細(xì)胞死亡相關(guān)基因的表達(dá)(Dat et al，2000；Rhoads et al，2006)。因此，我們認(rèn)為H2O2的產(chǎn)生可能是NaCl脅迫下細(xì)胞死亡發(fā)生的重要原因。

本研究表明，1 mmol·L-1的SHAM單獨(dú)處理細(xì)胞并不會(huì)影響細(xì)胞的生存活力；相比于200 mmol·L-1NaCl單獨(dú)處理，細(xì)胞先經(jīng)1 mmol·L-1的SHAM 處理后再置于200 mmol·L-1NaCl下則導(dǎo)致了更高水平的細(xì)胞死亡，說(shuō)明在NaCl的脅迫下交替呼吸途徑的增加能夠緩解細(xì)胞死亡的發(fā)生；與細(xì)胞死亡的變化相似的是SHAM也導(dǎo)致了200 mmol·L-1NaCl的脅迫下H2O2水平的進(jìn)一步上升，說(shuō)明NaCl的脅迫下交替呼吸途徑的增加能夠降低H2O2的產(chǎn)生。交替呼吸途徑是線粒體中的一條電子傳遞途徑，該途徑的運(yùn)行可以通過(guò)降低線粒體電子傳遞鏈的過(guò)度還原而限制線粒體活性氧的產(chǎn)生(Maxwell et al，1999)。線粒體活性氧既是NaCl脅迫下細(xì)胞H2O2產(chǎn)生的主要位點(diǎn)，又是NaCl脅迫下細(xì)胞死亡發(fā)生的重要原因。因而，本研究認(rèn)為在NaCl的脅迫下，植物細(xì)胞交替呼吸途徑的抑制會(huì)導(dǎo)致更多活性氧的產(chǎn)生，從而加劇了細(xì)胞死亡的發(fā)生。故而交替呼吸途徑可能是植物在NaCl脅迫下維持細(xì)胞活力的生理學(xué)機(jī)制之一。

參考文獻(xiàn):

BARTOLI CG，GOMEZ F，GERGOFF G，et al， 2005. Up-regulation of the mitochondrialalternative oxidase pathway enhances photosynthetic electron transport under drought conditions[J]. J Exp Bot，56(415): 1 269-1 276.

BINGHAM IJ，F(xiàn)ARRAR JF， 1989. Activity and capacity of respiratory pathways inbarley roots deprived of inorganic nutrients[J]. Plant Physiol Biochem，27: 847-854.

DAT J，VANDENABEELE S，VRANOVA E，et al， 2000. Dual action of the active oxygenspecies during plant stress responses[J]. Cell Mol Life Sci，57(5): 779-795.

FENG HQ，LI X，DUAN JG，et al， 2008. Chilling tolerance of wheat seedlings is related to an enhanced alternative respiratory pathway[J]. Crop Sci，48(6): 2 381-2 388.

HAMADA A，SHONO M，XIA T，et al， 2001. Isolation and characterization of a Na+/H+antiporter gene from the halophyte Atriplex gmelini[J]. Plant Mol Biol，2001，46(1): 35-42.

HESSINI K，CRUZ C，GANDOUR M，et al， 2009. Do reactive oxygen species (ROS) induced by NaCl contribute to ammonium accumulation inSpartinaalterniflora? [J]. J Plant Nutr Soil Sci，172(6): 851-860.

MAXWELL，DP，WANG Y，MCINTOSH L， 1999. The alternative oxidase lowers mitochondrial reactive oxygen production in plant cell[J]. Proc Natl Acad Sci. USA，96(14): 8 271-8 276.

MILLENAAR FF，LAMBERS H， 2003. The alternative oxidase: in vivo regulation and function[J]. Plant Biol，5(1): 2-15.

MUNNS R，TESTER M， 2008. Mechanisms of salinity tolerance[J]. Ann Rev Plant Biol，59: 651-681.

MURASHIGE T，SKOOG F， 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures[J]. Physiol Plant，15(3): 473-497.

NAGATA T，OKADA K，TAKEBE I，et al， 1981. Delivery of tobacco mosaic virus RNA into plant protoplasts mediated by reverse-phase evaporation vesicles (liposomes) [J]. Mol Gen Ge-net，184(2): 161-165.

(Continueonpage502)(Continuefrompage429)

PATTERSON BD，MACRAE EA，F(xiàn)ERGUSON IB， 1984. Estimation of hydrogen peroxide in plant extracts using titanium (IV)[J]. Analyt Biochem，139(2): 487-492.PAN RZ，WANG XJ，LI NH， 2008. Plant physiology[M]. Beijing: Higher Education Press:28-29.[潘瑞熾，王小菁，李娘輝， 2008. 植物生理學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社:28-29.]RHOADS DM，UMBACH AL，SUBBAIAH CC，et al， 2006. Mitochondrial reactive oxygen species. Contribution to oxidative stress and interorganellar signaling[J]. Plant Physiol，141(2): 357-366.

SIMONS，BH，MILLENAAR FF，MULDER L，et al， 1999. Enhanced expression and activation of the alternative oxidase during infection ofArabidopsiswithPseudomonassyringaepv. tomato[J]. Plant Physiol，120(2): 529-538.

SKOPELITIS DS，PARANYCHIANAKIS NV，PASCHALIDIS KA，et al， 2006. Abiotic stress generates ROS that signal expression of anionic glutamate dehydrogenases to form glutamate for proline synthesis in tobacco and grapevine[J]. Plant Cell，18(10): 2 767-2 781.

SMITH CA，MELINO VJ，SWEETMAN C，et al， 2009. Manipulation of alternative oxidase can influence salt tolerance inArabidopsisthaliana[J]. Physiol Plant，137(4): 459-472.

WANG H，LIANG X，HUANG J，et al， 2010. Involvement of ethylene and hydrogen peroxide in induction of alternative respiratory pathway in salt-treatedArabidopsiscalluses[J]. Plant Cell Physiol，51(10): 1 754-1 765.

YANG SW，KIM SK，KIM WT， 2004. Perturbation ofNgTRF1 expression induces apoptosis-like cell death in tobacco BY-2 cells and implicatesNgTRF1 in the control of telomere length and stability[J]. Plant Cell，16(12): 3 370-3 385.

Do Van Truong. Notes on taxonomy ofAristolochiaimpressinervisC. F. Liang (Aristolochiaceae) from Vietnam[J]. Guihaia，2016，36(4)：503-506

Notes on taxonomy ofAristolochiaimpressinervisC. F.

Liang (Aristolochiaceae) from Vietnam Do Van Truong

(DepartmentofBiology，VietnamNationalMuseumofNature，VietnamAcademyofScienceandTechnology， Hanoi Vietnam )

Role of the alternative respiratory pathway in mediating the cell death induced by NaCl stress on tobacco suspension cells

FENG Han-Qing1*， WANG Yu-Pei2，3， WANG Wan1， GUAN Dong-Dong1， JIA Ling-Yun1

( 1.CollegeofLifeSciences，NorthwestNormalUniversity， Lanzhou 730070， China; 2.InstituteofModernPhysics，ChineseAcademyofSciences， Lanzhou 730070， China; 3.UniversityofChinaAcademyofSciences， Beijing 100049， China )

Abstract:Soil salinity stress is the one of the most widespread environmental stresses that growing plants have to frequently face. The effects of salinity stress on plants are generally associated with the disruption of metabolism. In particular， high level of salt stress can cause cell death. This seriously limits the development， growth， survival， and productivity of plants. The alternative respiratory pathway is a plant-specific respiratory pathway， which does not exist in animals. By using tobacco suspension cells， the present work investigated whether the alternative respiratory pathway could play a role in mediating the high-salt-induced death of plant cells. And， the possible mechanism for this function of the alternative respiratory pathway was also studied. The results showed that with the increase of the concentrations of NaCl， the levels of cell death of tobacco suspension cells increased， and the increased levels of cell death were followed with the increases of the capacity of the alternative respiratory pathway. Similar to the treatment with NaCl， the treatment with exogenous hydrogen peroxide (H2O2) also induced an increase in the level of cell death. The relationship among the alternative respiratory pathway， cell death， and H2O2 production was studied in the tobacco suspension cell subjected to 200 mmol·L-1NaCl. The treatment with 200 mmol·L-1NaCl caused an obvious increase of cell death and a significant enhancement of the H2O2 production. The 200 mmol·L-1NaCl-stressed cells pretreated with salicylhydroxamic acid， a specific inhibitor of the alternative respiratory pathway， exhibited higher levels of cell death and H2O2 production than the tobacco suspension cells subjected to 200 mmol·L-1NaCl stress alone. These results suggest that high salt stress can induce an increase of the alternative respiratory pathway， which plays a role in alleviating cell death under high salt stress. And， this function of the alternative respiratory pathway may relate to its ability to limit the generation of H2O2. Aristolochia impressinervis C. F. Liang was regarded as an endemic species to Guangxi Zhuang Autonomous Region，China. This species is here reported as the first record for the flora of Vietnam. Notes on taxonomy and distinguishable discussion from A. pierrei L. are also provided.

Key words:alternative respiratory pathway， tobacco suspension cells， hydrogen peroxide， cell death Aristolochiaceae， Aristolochia impressinervis， A. pierrei， new record， Vietnam

中圖分類號(hào)：Q945.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-3142(2016)04-0425-05

*通訊作者

作者簡(jiǎn)介：馮漢青(1978-)，河北保定市人，博士，副教授，主要從事植物生理學(xué)研究，(E-mail)fenghanq@nwru.edu.cn。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(31260059；30900105)；教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(211190)；甘肅省財(cái)政廳高?？蒲谢緲I(yè)務(wù)費(fèi)[Supported by the National Natural Science Foundation of China(31260059；30900105); Key Program for Science and Technology Research from Ministry of Education(211190); Basic Research Foundation for Colleges and Universities of Gansu Department of Finance]。

*收稿日期:2014-10-07修回日期： 2015-03-02

DOI:10.11931/guihaia.gxz201405016 10.11931/guihaia.gxzw201504041Do Van Truong. 越南馬兜鈴屬植物分布新記錄——凹脈馬兜鈴[J]. 廣西植物，2016，36(4)：503-506

馮漢青，王玉佩，王婉，等. NaCl脅迫下交替呼吸途徑對(duì)煙草懸浮細(xì)胞死亡調(diào)節(jié)作用的研究[J]. 廣西植物， 2016， 36(4)：425-429

FENG HQ，WANG YP，WANG W，et al. Role of the alternative respiratory pathway in mediating the cell death induced by NaCl stress on tobacco suspension cells [J]. Guihaia， 2016， 36(4)：425-429