碱胁迫下杜鹃花抗氧化体系的响应及亚细胞分布

为探讨杜鹃花属（Rhododendron）植物的耐碱性机理，以3个杜鹃花园艺栽培品种‘胭脂蜜’（R. obtusum‘Yanzhimi’）、‘红珊瑚’（R. obtusum‘Hongshanhu’）及‘红月’（R. obtusum‘Hongyue’）为试验材料，对植株进行为期2个月的NaHCO3和Na2CO3混合碱胁迫处理，观察植株在碱胁迫下的形态变化并测定叶片叶绿体、线粒体和细胞溶质3个亚细胞部位中活性氧及抗氧化体系的活性。结果表明：根据碱害指数，3个杜鹃花品种耐碱性从高到低依次为‘胭脂蜜’>‘红珊瑚’>‘红月’。在碱胁迫下，3个品种的3个亚细胞部位中H2O2和超氧阴离子水平显著提高，导致MDA含量增加，抗氧化酶的变化存在品种间差异。‘胭脂蜜’的3个亚细胞部位中SOD、POD、CAT和GR酶活性显著提高，APX在叶绿体和细胞溶质中的活性显著上升；而‘红珊瑚’仅叶绿体中的CAT和APX、线粒体中的SOD、POD和CAT以及细胞溶质中的SOD、GR活性显著提高；‘红月’的SOD活性在线粒体和细胞溶质中显著提高，CAT活性在叶绿体和线粒体中显著提高，POD及APX活性显著下降，GR活性无显著变化。碱胁迫下，3个品种的非酶促抗氧化剂AsA和GSH含量在叶绿体中降低，在线粒体和细胞溶质中增加。抗碱性强的‘胭脂蜜’在碱胁迫后ROS水平较稳定，MDA含量较低，SOD、POD、APX和GR活性较高。3个亚细胞部位比较发现，细胞溶质中H2O2和超氧阴离子的水平显著高于线粒体和叶绿体，抗氧化酶SOD、POD和GR及抗氧化剂AsA和GSH也主要分布在细胞溶质中，活性氧与抗氧化系统的亚细胞分布具有较高的一致性；APX主要分布在叶绿体中；CAT在线粒体活性最高。碱胁迫下不同亚细胞部位活性氧积累和过氧化损伤程度不同，相应的抗氧化防御体系在各亚细胞的响应也不同，细胞溶质是杜鹃花活性氧产生和清除的主要场所。     

西瓜交替氧化酶AOX2基因的克隆与分析

为了研究西瓜交替氧化酶基因家族在西瓜植株中可能发挥的功能,以西瓜（Citrullus lanatus）耐冷种质IVSM9为材料,根据植物不同物种交替氧化酶基因核苷酸保守区序列设计兼并引物,得到西瓜交替氧化酶（alterna-tive oxidase）AOX基因的中间片段。在已知序列的基础上,分别设计5’和3’末端扩增的...     

辣椒胞质雄性不育系与保持系蕾期基因表达差异分析

 利用cDNA-AFLP差显技术比较分析了辣椒细胞质雄性不育系及其保持系蕾期基因的表达差异, 获得了19条阳性差异转录片段, 其中在不育系花蕾中特异表达的有4条, 在保持系花蕾中特异表达的有15条。通过对19条差异片段进行序列同源性分析与功能分类, 结果表明: 在不育系花蕾中特异表达的其中3条与番茄和烟草线粒体、核糖体代谢相关基因有很高的相似性; 在保持系花蕾中特异表达的12条能找到与其相似性较高的序列, 这些差异片段代表的基因涉及转录调控、防卫和胁迫反应、电子传递和能量途径、DNA或RNA代谢、蛋白质代谢、转运通道、未知或假定蛋白等。推测辣椒细胞质雄性不育的发生可能受到多种代谢途径的共同调控。     

草莓果实采后衰老过程中能量代谢的变化

以‘红颜’草莓果实为试材,研究了果实采后衰老过程中线粒体呼吸相关酶活性及能量水平的变化,以了解能量与草莓果实衰老的关系。结果表明:随着草莓果实的衰老,草莓果实线粒体琥珀酸脱氢酶(SDH)、H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性均明显下降,细胞色素氧化酶(CCO)活性上升;三磷酸腺苷(ATP)含量持续下降,二磷酸腺苷(ADP)和磷酸腺苷(AMP)含量上升;ATP、ADP、AMP 3种能量物质含量差异明显,其中ATP含量远高于ADP和AMP含量,ATP含量代表了草莓果实中的能量水平,且能荷(EC)与ATP协同变化;试验表明,草莓果实衰老与线粒体呼吸相关酶活性下降、线粒体功能下降而导致的能量不足有关。     

植物线粒体热激蛋白的生物学功能

线粒体热激蛋白具有分子伴侣活性,与植物耐热性和耐冷性有关,对逆境条件下植物氧化磷酸化的电子传递具有保护作用。现就植物线粒体热激蛋白生物学功能的研究进展作简要介绍,并对今后此领域的研究作以展望。     

化感物质及作用机理

引发化感作用的化感物质主要是一些分子量为100-300 D的次生代谢产物,其作用强度受化感物质的浓度、分子结构及互作方式的影响。细胞膜是化感物质作用的初始位点,通过膜结构和功能的改变进而影响植物的生理生化代谢活动;抑制线粒体的电子传递或氧吸收从而影响植物的呼吸作用,降低受体植物的光合速率或减少叶绿素合成,降低酶的活性和功能,促进或抑制受体的激素代谢。化感物质与受体DNA紧密结合在一起, 阻止DNA翻译、转录及蛋白质的合成。     

GA与2,4-D对猴头菇抗坏血酸氧化酶及蛋白酶活力的影响

抗坏血酸氧化酶是一个重要的末端氧化酶,它与多种物质代谢如NADH,谷胱甘肽等有关,又与组织中抗坏血酸含量有关。蛋白酶是水解酶类,它的活力高低与组织代谢及蛋白含量有关。生长调节剂已广泛用于提高食用菌产量。但关于猴头子实体生长过程中酶活性的变化及生长调节剂对酶活性的影响尚少报道,本文研究了猴头子实体生长过程中抗坏血酸氧化酶及蛋白酶活力的变化,以及GA、2,4-D对这两种酶活力的影响。     

植物在低温胁迫下的过氧化氢代谢及信号转导

 过氧化氢(Hydrogen peroxide, H₂O₂ ) 是植物细胞代谢过程中产生的一种活性氧, 被认为对细胞具有毒害作用。然而越来越多的研究证明, H₂O₂是植物细胞抵抗胁迫反应过程中的重要信号分子, 尤其H₂O₂在植物受到低温胁迫时所具有的信号调控功能越来越受到关注。作者综述了低温胁迫下的H₂O₂代谢情况, 并从H₂O₂与乙烯、水杨酸等信号分子的互作效应, 以及H₂O₂对抗冷基因、根系吸水性的调控来探讨其在抗冷信号转导过程中的功能及作用机制。     

油菜素内酯对低氧胁迫黄瓜幼苗根系线粒体抗氧化系统及其细胞超微结构的影响

 以黄瓜品种‘中农6 号’为试材,采用营养液水培,研究了24–表油菜素内酯（EBR）在低氧胁迫下对黄瓜幼苗根系线粒体抗氧化系统及其细胞超微结构的影响。结果表明：低氧胁迫下黄瓜幼苗根系线粒体超氧阴离子产生速率、过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量显著升高,根系活力下降,根尖细胞受到伤害,处理第3 天其SOD、POD、CAT 酶活性均受到诱导而高于对照,随着处理时间延长至6 d 时又显著低于对照;而低氧胁迫下在营养液中添加EBR 可在较长时间内维持较高的SOD、POD、CAT 等抗氧化酶活性,降低产生速率、H₂O₂ 和MDA 含量,提高根系活力,减轻根尖细胞受伤程度。可见油菜素内酯对缓解低氧胁迫对黄瓜幼苗根系线粒体抗氧化系统及其超微结构的影响均有良好的效应,可有效缓解低氧胁迫造成的伤害。     

缺硼胁迫对枳幼苗根系生长及线粒体功能的影响

为明确缺硼胁迫对枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]幼苗根系损伤的机制，采用营养液培养法研究缺硼对枳幼苗根系生长发育、线粒体活性氧代谢、抗氧化酶活性变化、线粒体特性和线粒体超微结构的影响。结果表明：缺硼处理抑制了枳幼苗根系生长，根系总根长、总表面积、总体积、平均直径及根系生物量均明显降低，根系活力也显著下降。缺硼处理降低了根系线粒体超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性，增加了过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量。缺硼处理还使线粒体膜吸光度变化值降低，说明增大了线粒体膜透性转换孔开放程度。缺硼处理降低了线粒体膜流动性、线粒体膜电位和细胞色素c/a值，线粒体功能受损导致ATP合成明显减少。透射电镜观察结果显示缺硼处理的根系线粒体结构被破坏，线粒体内嵴减少，出现空泡化现象。综上，缺硼会显著抑制枳幼苗的生长发育，其作用机制可能与线粒体结构与功能受损有关。     

活性氧在植物体中的有益作用

植物体中的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)是植物有氧代谢的副产物,ROS作为信号代谢分子调控不同的代谢反应,例如病毒防御、细胞程序性死亡和气孔开闭等。但是,当植物体内活性氧过量时,胞内活性氧稳态受到严重破坏,影响作物的生长发育,从而降低作物产量及品质。本文主要讨论了ROS在植物的生长发育过程中有益的作用,为今后进一步研究提供参考。     

银杏组织培养中控制褐化的研究

银杏的高效转化载体的建立是银杏转基因和银杏类黄酮类物质提取的一个关键。银杏中有高含量的酚类化合物 ,在完整的组织和细胞中这些酚类化合物与多酚氧化酶分隔存在 ,因而比较稳定。在建立外植体时 ,切口附近的细胞受到伤害 ,“分隔效应”被打破 ,酚类化合物与多酚氧化酶接触后经其催化迅速氧化成褐色的醌类物质和水 ,醌类物质又会在酪氨酸酶等酶的作用下 ,与外植体组织中的蛋白质发生聚合 ,进一步引起其他酶系统失活 ,从而导致组织代谢活动紊乱 ,生长停滞 ,最终衰老死亡。银杏组织培养中 ,尤其是在愈伤组织的继代培养中 ,褐变现象特别严重…     

多胺对镉胁迫下平邑甜茶根系损伤和NO生成的影响

以一年生平邑甜茶幼苗为试材,在水培条件下,通过根施硫酸镉、精胺、亚精胺,研究48 h后平邑甜茶根系内源游离态多胺含量、多胺氧化酶活性、过氧化氢含量、细胞损伤和线粒体特性的变化,并结合多胺合成抑制剂,测定一氧化氮生成量、一氧化氮合酶和硝酸还原酶活性的变化,以期揭示外源精胺和亚精胺缓解平邑甜茶根系镉损伤的生理机制,探讨多胺对一氧化氮生成的调控.结果 表明:镉胁迫导致过氧化氢含量增加,线粒体膜透性增大、膜电位降低、细胞色素c/a降低,一氧化氮生成量增加,根系细胞损伤严重.镉胁迫下多胺代谢异常,精胺和亚精胺含量明显降低,腐胺含量显著增加,(亚精胺+精胺)/腐胺显著降低,多胺氧化酶活性显著升高.外源添加精胺和亚精胺可降低镉胁迫下多胺氧化酶活性、过氧化氢含量和一氧化氮合酶活性、硝酸还原酶活性、一氧化氮生成量,稳定线粒体膜透性、提高膜电位和细胞色素c/a,恢复(亚精胺+精胺)/腐胺比值.而外施多胺合成抑制剂明显提高了一氧化氮合酶活性、硝酸还原酶活性和一氧化氮生成量.综上所述,外源添加精胺或亚精胺通过抑制一氧化氮生成,维护根系线粒体功能稳定,明显减弱了镉胁迫下根系细胞损伤程度,提高了植株的耐镉性.     

硅对干旱胁迫下番茄根系细胞超微结构及线粒体活性氧代谢的影响

以番茄品种‘金棚1号’为试材,采用水培方法,研究了PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,硅对根系细胞超微结构及线粒体活性氧代谢的影响。结果表明,随干旱胁迫时间的延长,番茄植株根系活力逐渐降低,丙二醛（MDA）含量逐渐升高,细胞线粒体超氧阴离子生成速率和过氧化氢（H2O2）含量亦逐渐升高,而超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫初期迅速增强,达峰值后又快速降低;施硅处理显著抑制了干旱胁迫引发的上述变化。干旱胁迫处理12 d时,施硅较不施硅处理番茄根系的MDA含量、超氧阴离子生成速率和H2O2含量分别降低了25.14%、8.34%和20.25%,而根系活力、SOD活性、POD活性和CAT活性分别提高了139.62%、243.19%、65.53%和125.55%。施硅处理还减轻了干旱胁迫导致的根系细胞质壁分离程度,缓解了线粒体、细胞核、生物膜等的损伤。     

平菇线粒体微细结构的研究

线粒体是真核细胞中存在的一种重要的细胞器,又是生活细胞的能量中心。对酵母菌以及动、植物细胞线粒体微细结构的研究,指出:它是由双层膜(内膜和外膜)构成,由内膜形成许多嵴,嵴上又有许多排列整齐的颗粒突起称做基粒(F_0F_1复合物),这些颗粒是内膜上的蛋白质分子,造成内膜蛋白质含量上高于外膜。近年来由于食用菌生产的发展,对食用菌细胞及细胞器的微细结构研究正在兴起。据报道,食用菌线粒体在细胞中数量以及功能状态是关系着食用菌的产量,它与子实体收获量成正相关。食用菌线粒体也是进行生理功能的重要细胞器。因此,我们     

苹果果实发育过程中淀粉代谢和淀粉粒超微结构研究

苹果果实发育过程中,伴随果糖、葡萄糖和蔗糖的积累,淀粉含量经历了从低到高,又从高到低的变化。发育中后期,果实淀粉与可溶性糖呈现互为消长的变化。淀粉粒超微结构的变化表明,幼果期果肉细胞代谢旺盛,可观察到发育初期的造粉质体和大量的线粒体;发育中期是果实淀粉的主要累积期,整个造粉质体内充满淀粉;成熟期的果肉细胞呈现降解特征,淀粉粒大部分被降解,但淀粉粒表膜依然保持完整。还研究了淀粉代谢及淀粉粒超微结构变化与果实发育的关系。     

套袋对砀山酥梨果实石细胞发育及木质素代谢的影响

 以砀山酥梨为材料,于花后15 d 对果实套袋,观察不同发育时期果实石细胞团分布,测定 石细胞、木质素及木质素中间代谢产物含量及木质素代谢相关酶活性,以期探讨套袋对梨石细胞发育和 果实品质的影响。结果表明：套袋后,砀山酥梨果实石细胞含量下降31.6%,石细胞团数量减少28.0%, 石细胞团直径减小45.8%。木质素含量下降13.9%,木质素含量与石细胞含量极显著正相关。梨果实发育 的整个时期,套袋果实中PAL、C4H、4CL 和CAD 活性受到抑制,木质素中间代谢产物肉桂酸、香豆酸、 咖啡酸和阿魏酸含量降低。套袋使木质素合成减少,石细胞发育受到阻碍。砀山酥梨果实木质素合成可 能主要是通过香豆酸途径。     

冬、春田间枇杷叶片光合机构的运转

冬季枇杷光合作用的最适温度低于春季,光合作用的最适叶温高于环境温度;冬季枇杷的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、Rubisco活性、RuBP再生速率、表观量子效率(AQY)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光下的光化学效率(Fv'/Fm')、光化学猝灭系数(qP)及电子传递速率较低,PSⅡ反应中心失活或破坏,细胞间隙CO2浓度与环境CO2浓度比值(Ci/Ca)、光呼吸速率与净光合速率比值(Rp/Pn)、光呼吸速率与暗呼吸速率的比值(Rp/Rd)及非光化学猝灭系数(qN)较高。这些结果说明,枇杷光合作用的最适温度与环境温度的变化相适应,低温环境是限制枇杷光合作用的重要因子;光合碳代谢和光化学反应受到低温的限制是冬季光合作用较低的重要原因;在碳代谢中光呼吸所占的比例增加和非辐射能量耗散对光合机构运转有保护作用。     

生物炭减缓干旱胁迫对秋子梨根系呼吸生理功能的影响

【目的】探讨生物炭减缓干旱胁迫对秋子梨幼苗根系呼吸代谢功能的影响机制。【方法】以1年生盆栽秋子梨(Pyrus ussuriensis Maxim.)幼苗为试材,主要利用液相氧电极技术和方法,研究废弃枝条制成的生物炭对干旱胁迫下秋子梨幼苗根系活力、根系呼吸代谢途径、关键酶活性及中间产物的影响。【结果】土壤干旱胁迫期间,干旱处理的土壤相对含水量呈明显下降趋势。而生物碳处理的土壤含水量一直高于干旱处理水平。其中,干旱胁迫3 d,生物炭处理的土壤含水量较干旱处理高23.6%。生物炭处理的根系活力较干旱处理下降缓慢,干旱胁迫7~11 d,生物炭处理的根系活力分别较干旱处理高28.2%、23.0%和20.4%;生物炭处理有效减缓根系呼吸代谢EMP途径贡献率下降幅度,维持稳定的TCA途径贡献率,PPP途径贡献率升幅较小,线粒体电子传递途径仍以细胞色素途径(CP)为主,PPP途径的关键酶G-6-PDH和6-PGDH活性明显高于同期干旱处理,根系TCA途径中间产物丙酮酸和柠檬酸含量高于干旱处理。【结论】生物炭减缓干旱胁迫下土壤水分损耗,减轻土壤干旱胁迫对秋子梨幼苗根系呼吸代谢功能的抑制作用,提高秋子梨植株对干旱胁迫的适应能力。     

土壤盐碱胁迫程度对番茄光合特性的影响

以C2和C5 2个不同抗性番茄种质为试材,采用盆栽土培的方式,设置3个不同胁迫程度盐碱土处理,以非盐碱胁迫土壤为对照,研究了不同盐碱胁迫程度对2个番茄品种光合气体交换参数,以及对叶片快速叶绿素荧光动力学曲线及参数的影响,以期为进一步全面解析番茄耐盐碱机制和抗盐碱育种提供参考依据。结果表明：盐碱胁迫通过对番茄叶绿素合成的抑制,对光合气体交换参数产生影响,从而降低净光合速率;盐碱胁迫降低了2个番茄品种最大光化学效率、实际光化学效率、光合电子传递速率、光化学淬灭系数;同时盐碱胁迫改变了2个品种番茄OJIP曲线形状。综上可知,盐碱胁迫会导致C2和C5品种PSⅡ反应中心活性、电子传递效率和光化学效率降低,OEC和PSⅡ受体侧受到损伤,叶绿素含量下降,从而使净光合速率降低。在盐碱胁迫条件下,C2品种较C5品种具有较高的PSⅡ反应中心活性和电子传递速率,提高净光合速率,以及通过耗散过量光能,减少盐碱胁迫带来损害,因此生长受抑制程度显著低于C5品种。