AtFd3 基因影響植株對活性氧化物誘導物質之反應

在植物面對逆境時，常藉由短時間表現大量表現 ROS，作為啟動抗性路徑 的訊號分子，例如啟動過敏性反應 (Hypersensitive responses, HR) 幫助植物抵抗 病原菌。當表現高濃度的 ROS，會直接傷害細胞膜，造成細胞膜對細胞內外離 子的管控能力受到影響。MV 是一個誘導 ROS 表現的藥劑，可以在光合作用進 行中，阻斷植物從 PSI 到 NADP⁺ 的電子傳遞，因而產生過多的自由基電子進 而導致 ROS 形成。為了研究 AtFd3 在阿拉伯芥面對誘導 ROS 表現藥劑 MV 之影響，本研究在 1/2 MS 培養基上分別培養 WT 及三種不同品系的 AtFd3 OE 轉殖植株，植株生長 21 天後，使用 0.1 mM MV 浸泡植株 5 分鐘，結果 顯示 MV 處理後 48 小時會在 WT 的葉部組織出現黃化的現象，而在 AtFd3 OE 轉殖植株造成的黃化現象則會變得更加嚴重 (圖 11 A)。進一步檢測處理後

27 植株的細胞膜離子滲漏率，結果顯示未處理 MV 前，AtFd3 OE 轉殖植株與 WT 的細胞膜離子滲漏率皆在 20 % 左右，但是經過 MV 處理後 8 小時， WT 與 AtFd3 OE 轉殖植株的細胞膜離子滲漏率皆上升到 80 %，而隨著處理後的時間增 加，到了 MV 處理後 32 與 48 小時，WT 的細胞膜離子滲漏率已逐漸下降至 60

%，但是在 AtFd3 OE 8-3 及 AtFd3 OE 7-6 則依然維持呈在 70 % 以上的細胞 膜離子滲漏率，經由統計分析數值具有顯著差異 (圖 11 B)，上述結果顯示增量 表現外源性 AtFd3 基因，並不會直接造成植物的細胞膜離子滲漏率改變，而 AtFd3 OE 轉殖植株對於 MV 造成的 ROS 相關氧化傷害回復力會比 WT 差。

另一方面本研究也探討減少內源性 AtFd3 基因後，是否會影響植物對於 MV 的 反應，將 1/2 MS 培養基上分別培養 WT 及 NP RNAi 轉殖植株 21 天後，使 用 0.1 mM MV 浸泡植株 5 分鐘，結果顯示 MV 處理後 24 小時會在 WT 的 葉部組織出現黃化的現象，而在 NP RNAi 轉殖植株造成的黃化現象則與 WT 相比無差異 (圖 12 A)，進一步檢測處理後植株的細胞膜離子滲漏率，結果顯示 未處理 MV 前，NP RNAi 轉殖植株與 WT 的細胞膜離子滲漏率皆在 20 % 左 右，但是經過 MV 處理後 24 小時，WT 與 NP RNAi 皆上升至 60 % (圖 12 B)，

上述結果顯示減少內源性 AtFd3 基因表現，並不會直接造成植物的細胞膜離子 滲漏率改變，而 NP RNAi 轉殖植株對 MV 產生的氧化傷害並無差異。

貳、AtFd3 OE 轉殖植株對 H2

O

造成細胞膜傷害回復力比較差

H2O2為 ROS 的其中一員，能夠直接作用在細胞膜誘發氧化傷害並被代謝成 水分子。在本研究中為了探討利用 35S 啟動子增量表現外源性 AtFd3 基因後，

是否會影響植物對於 H₂O2 的反應，所以在 1/2 MS 培養基上分別培養 WT 及三 種不同品系的 AtFd3 OE 轉殖植株，植株生長 21 天後，使用 50 mM H2O2 浸泡 植株 5 分鐘，結果顯示利用水淹處理 H₂O2 後 24 小時，WT 的葉部會有明顯 黃化的現象，而 AtFd3 OE 轉殖植株的黃化現象則會變得更加嚴重 (圖 13 A)，

28 進一步檢測處理後植株的細胞膜離子滲漏率，在 H₂O₂ 處理後 8 小時，WT 與 AtFd3 OE 的細胞膜離子滲漏率都從 20% 上升到 60 % ，表示 H2O2 確實造成 細胞膜的 ROS 氧化損傷的影響，但是在 H₂O₂ 處理後 16 小時，WT 的細胞膜 離子滲漏率已經降至 40 %，而 AtFd3 OE 轉殖植株則維持在 50 % 的狀態，表 示 AtFd3 OE 轉殖植株對 H₂O₂ 造成細胞膜氧化傷害的回復力比較差 (圖 13 B)。

另一方面，本研究也利用 NP RNAi 轉殖植株探討減少內源性 AtFd3 基因 後，是否會影響植物對於 H2O2 的反應。將 1/2 MS 培養基上分別培養 WT 及 NP RNAi 轉殖植株，植株生長 21 天後，使用 50 mM H2O2 浸泡植株 5 分鐘，

結果顯示利用水淹處理 H2O2 後 24 小時，WT 的葉部會有明顯黃化的現象，而 NP RNAi 轉殖植株的黃化現象與 WT 相比則無差異 (圖 14 A)，並檢測細胞膜 的離子滲漏率，處理後 8 小時，WT 與 NP RNAi 轉殖植株的細胞膜離子滲漏 率皆從 20 % 上升到 60 %，之後的 16 小時與 24 小時，兩者皆無顯著差異 (圖 14 B)，表示 H2O2在細胞膜造成傷害之後的細胞膜離子滲漏回復力，在 WT 與 NP RNAi 轉殖植株上相比並無差異。

叁、AtFd3 OE 及 NP RNAi 轉殖植株對 DCMU 造成細胞膜傷害回 復力無明顯差異

DCMU 為另一種不同的 ROS 誘導藥劑，其作用機制在阻斷 PSII 到 plastoqinon (PQ) 的電子傳遞，透過該機制產生過多電子，而植物會將過多的非 偶合電子轉換成 ROS。在本研究中為了探討利用 35S 啟動子增量表現外源性 AtFd3 基因後，是否會影響植物對於 DCMU 的反應，所以在 1/2 MS 培養基上 分別培養 WT 及三種不同品系的 AtFd3 OE 轉殖植株，植株生長 21 天後，使 用 10 μM DCMU 浸泡植株 30 分鐘，結果顯示 DCMU 確實可以在 WT 的葉 部組織誘發黃化反應的現象，但是在三種不同品系的 AtFd3 OE 轉殖植株的葉

29 片組織上，DCMU 引起的黃化現象與 WT 相比並無差異 (圖 15 A)，進一步觀 測 DCMU 引發的細胞膜離子滲漏率也發現，DCMU 處理確實可以在 16 小時後，

分別在 WT 與 AtFd3 OE 植株上將細胞離子滲漏率提升至 60 %，並且在處理後 24 小時慢慢回復到 40% 以下，但是在 WT 與 AtFd3 OE 轉殖植株中，其細胞 膜離子滲漏率皆無差異 (圖 15 B)。另一方面利用 NP RNAi 轉殖植株探討減少 內源性 AtFd3 基因後，是否會影響阿拉伯芥對於 DCMU 的反應，實驗中將 WT 及 NP RNAi 轉殖植株分別培養於 1/2 MS 培養基 21 天後，使用 10 μM DCMU 浸泡植株 30 分鐘，結果顯示 WT 的葉部組織在處理 DCMU 後會造成明顯的 黃化現象，但是 NP RNAi 轉殖植株與 WT 相比並無明顯差異 (圖 16 A)，觀測 細胞膜離子滲漏率也發現，DCMU 處理可以在處裡 16 小時後，分別在 WT 與 AtFd3 OE 轉殖植株上將細胞離子滲漏率提升至 60 %，並且在處理後 24 小時慢 慢回復到 40 %以下，兩者相比無顯著差異 (圖 16 B)。

第四節、AtFd3 基因影響植株對 Harpin 誘導的過敏性反應