目的:我们的前期研究发现,非生理性细胞内密度改变(Density Alteration in Non-physiological Cells, DANCE)是一种普遍存在于生物界的生命现象。体外培养的人细胞株(K562,SW1990)、细菌、真菌以及小鼠体内组织细胞等研究证明,DANCE是一种对环境因素、药物和病理变化的细胞反应。然而,植物组织细胞是否存在DANCE反应迄今不清楚。因此,本研究的目的是通过重金属铜对绿豆芽的胁迫作用,探讨在环境胁迫状态下植物组织细胞的DANCE反应及其机制。方法:采用不同浓度硫酸铜的胁迫作用,观察绿豆发芽期在不同胁迫条件和不同胁迫时间下对绿豆芽及幼苗生长的影响,并研究其DANCE反应和机制。将硫酸铜胁迫的幼苗分组,通过不连续蔗糖密度梯度离心法(DSGC)检测不同胁迫时间、浓度条件下绿豆苗组织细胞的DANCE反应,然后收集每一 DSGC条带中的细胞进行生化与分子生物学检测。应用氮蓝四唑法(NBT)检测绿豆苗细胞的超氧化物歧化酶(SOD)活性、ELISA 法测定丙二醛(MDA)含量,实时定量 PCR(Quantitative Real-time PCR)检测细胞中SOD的mRNA表达水平,分析绿豆芽在环境胁迫下的生长以及生化改变与绿豆组织细胞DANCE反应之间的关系。结果:在水培条件下,硫酸铜胁迫显著抑制绿豆胚芽生长,以胁迫3~4天最为显著,并出现芽细胞DANCE反应。移植土壤正常生长后,胁迫组幼苗出现代偿性加快生长,生长率随萌发期硫酸铜胁迫浓度增加而提高。土种3天后,胁迫组幼苗表观生长状态恢复正常,但是,胁迫组幼苗根、茎、叶均出现DANCE反应。根、茎、叶部在土种1~2天后均发生DANCE反应,其中根部反应持续1天,茎部反应持续3天,而叶部反应则持续至土种第5天。土种6天后,各胁迫组幼苗均无DANCE反应。同时,硫酸铜胁迫还导致绿豆胚芽SOD活性和MDA含量显著增高,SOD基因mRNA表达水平增高,提示硫酸铜胁迫促进胚芽产生自由基。经硫酸铜胁迫的绿豆芽经土培6天后,胁迫组幼苗的生长速度明显比对照组快,生长率与硫酸铜胁迫浓度成正相关关系,提示绿豆在萌芽期受硫酸铜胁迫抑制其生长,移植土壤后发生代偿性加快生长。结论:水培条件下硫酸铜胁迫显著抑制绿豆发芽,并影响土培后绿豆苗的生长情况,效量关系明显。同时,在绿豆发芽期和幼苗期,芽、茎、根、叶各部位均发生有序的DANCE反应,与硫酸铜胁迫造成的绿豆发芽和幼苗生长改变一致。因此,绿豆的DANCE反应可能是发芽减慢和幼苗代偿性生长所致,发芽期适当的环境胁迫可能有助于植物幼苗生长。