一氧化氮参与调节PEG渗透胁迫下白三叶抗氧化酶活性及其基因表达

以 ‘拉丁诺’ 白三叶为材料,采用药理学实验,研究15%PEG-6000渗透胁迫下,离体叶片内源NO荧光产生及NO含量动态变化,NO清除剂及合成抑制剂对白三叶叶片抗氧化酶活性及其基因表达量的影响以及外源NO供体(SNP)对渗透胁迫的缓解效应。渗透胁迫可诱导白三叶叶片NO荧光产生,NO含量升高,提高抗氧化酶活性,上调抗氧化酶基因表达水平,而Hb、NR、NaVO₃和L-NAME则显著抑制了胁迫诱导的NO含量、抗氧化酶活性及其基因表达水平的提升;外源根施50 μmol/L SNP促进了胁迫下叶片抗氧化酶活性的提高,并有效减缓了相对含水量的下降,抑制电解质渗透率(EL)和MDA含量的升高。以上结果表明,NO是白三叶响应渗透胁迫的重要信号分子,并可能通过调控氧化酶基因表达和提高抗氧化酶活性,以减轻渗透胁迫对白三叶幼苗的过氧化伤害。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的保护作用

用不同浓度的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理100 mmol/L NaCl胁迫下一年生燕麦草幼苗,研究了外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的影响.结果表明,外源NO可缓解NaCl胁迫造成的燕麦幼苗膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的升高,促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,并能缓解叶绿素含量的降解,提高可溶性糖的含量.而且NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.2 mmol/L SNP处理效果最为显著.     

NO在UV-B诱导的玉米幼苗叶片乙烯合成中的作用

研究了NO在UV-B诱导的玉米幼苗叶片乙烯合成中的作用。和对照相比,UV-B促进NO和乙烯的产生。UV-B诱导的乙烯的产生不仅能被乙烯合成抑制剂AVG和AOA所抑制,而且能被氮合酶的抑制剂LNNA以及NO的清除剂PTIO所抑制,但并不被硝酸还原酶的抑制剂NaN3所抑制。这种抑制作用可以被外源NO的供体SNP所逆转。结果表明,在UV-B诱导的玉米幼苗叶片乙烯的生物合成过程中,NO起着很重要的作用,这也暗示着在植物感知UV-B胁迫信号时,NO是一个潜在的信号分子。这些NO产生于氮合酶系统,而不是硝酸还原酶的副产物。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的缓解效应

以加燕2号为试验材料,用一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）、NO清除剂牛血红蛋白（Hb）及SNP类似物亚铁氰化钠处理燕麦植株,研究NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗生长和氧化损伤的缓解效应。结果表明,NaCl胁迫下添加外源NO提高了燕麦幼苗的株高,提高了SOD、POD、CAT和APX活性,降低自由基含量和膜脂过氧化程度,表明外源NO能缓解NaCl胁迫诱导的氧化损伤,增强植株的耐盐性。NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠（不产生NO）对NaCl胁迫燕麦植株的株高和氧化伤害无缓解效应;施用Hb提高了自由基含量,降低了抗氧化酶活性,而添加外源NO能缓解Hb对燕麦生长的抑制,表明内源NO也可能参与燕麦幼苗耐盐性的调节。     

外源NO对NaCl胁迫下玉米幼苗氧化损伤的保护作用

试验以150 mmol·L^-1 NaCl为胁迫条件,用浓度为0.01,0.05,0.1,0.5和1 mmol·L^-1的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理玉米(Zea mays L.)幼苗,研究外源NO对NaCl胁迫下玉米幼苗氧化损伤的影响,旨在探讨NO对NaCl胁迫下玉米生长缓解的生理机理。结果表明:外源NO可促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,提高可溶性糖的含量,并能缓解叶绿素的降解和丙二醛(MDA)含量的升高。NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.1 mmol·L^-1 SNP处理效果最为显著。     

NO 介导的 Ca2＋信号在干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及抗氧化酶中的传导作用研究

本试验以紫花苜蓿种子为试验材料,添加外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)、CaCl_2及抑制剂亚甲基蓝(methylene blue,MB)和LaCl_3,对种子进行浸种处理,以研究NO介导的Ca~(2+)信号在干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及抗氧化酶中的传导作用。结果表明,15%PEG胁迫下紫花苜蓿种子萌发受到明显抑制,当外源添加NO或Ca~(2+)处理后萌发指标均有上升,外施0.1mmol/L SNP或10mmol/L CaCl_2都能有效缓解PEG对紫花苜蓿种子的胁迫伤害。干旱胁迫下NO+Ca~(2+)共处理时效果最为显著,萌发率较SNP处理提高了8.96%,较CaCl_2处理提高了19.67%。共处理时比SNP、CaCl_2处理时提高了种子淀粉酶活性、淀粉含量、可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量,降低了MDA含量和超氧阴离子产生速率,显著提高了SOD,POD,CAT活性。其中淀粉酶活性、淀粉含量、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量以及POD活性的变化中,均表现出:NO和Ca~(2+)共处理下各指标变化要慢于单一处理。当添加外源NO的同时添加Ca~(2+)通道抑制剂La~(3+),NO的促进效果受到抑制,而添加外源Ca~(2+)的同时添加NO抑制剂亚甲基蓝,Ca~(2+)的促进效果受到抑制,表明NO经由Ca~(2+)信号通路调控干旱胁迫下紫花苜蓿的信号传导。     

外源NO缓解草地早熟禾镉胁迫的转录组分析

为揭示外源一氧化氮对草地早熟禾（Poa pratensis）镉（Cadmium,Cd）胁迫缓解机制,本试验采用高通量Illumina Hiseq测序技术研究了草地早熟禾根施1 000 μmol·L^-1氯化镉和叶面喷施50 μmol·L^-1 NO供体硝普钠24 h后转录组基因的差异表达。对测序数据进行分析结果显示,4个处理组共有22 730个差异表达基因,包括15 332个上调基因和7 398个下调基因。通过富集分析发现外源NO主要通过调控与信号转导、碳水化合物转运与代谢、氨基酸生物合成及苯丙烷生物合成等途径相关的基因缓解镉胁迫。此外,本研究对Cd处理与Cd+NO处理组的差异表达基因和代谢通路进行分析,筛选出了一系列由NO信号介导的草地早熟禾响应镉胁迫关键基因,并将其列为NO缓解草地早熟禾镉胁迫相关的候选基因。本研究为挖掘草地早熟禾耐镉相关调控基因和功能基因提供基础。     

一氧化氮对线粒体信号的调节

线粒体是细胞内能量合成的主要场所,对维持细胞正常生理功能起着重要作用。一氧化氮(NO)是生物体内一种结构最简单的多功能生物信号分子,在机体正常生理功能调节和疾病的发生中起着十分重要的作用。NO可以影响呼吸链中ATP的合成、促进氧气在组织中的扩散、介导自由基和神经损伤、促进细胞的凋亡等,对线粒体信号的调节起着十分重要的作用。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗抗氧化酶活性和生长的影响

为了探讨外源NO是否能减轻盐胁迫对燕麦（Avena sativa）幼苗的伤害,以水培生长到四叶一心的燕麦幼苗为研究材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,探讨了0.06 mmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理对白燕6号和内散2号2个燕麦品种幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及丙二醛(MDA）含量、质膜透性、叶绿素含量和植株干质量的影响。结果表明,NaCl胁迫下,施入外源NO可提高燕麦叶片SOD、CAT、POD和APX活性,降低MDA含量和质膜透性,并能缓解叶绿素含量的下降,提高植株干质量,从而减轻NaCl胁迫对燕麦幼苗的伤害;但外源NO对不同抗氧化酶活性影响不同,其中对提高SOD、CAT、APX活性的作用相对较大,而对提高POD活性的作用相对较小。     

一氧化氮对雌性性成熟的神经调控

一氧化氮(NO)是生物体内一种结构最简单的多功能生物信号分子,具有独特的理化性质和生物学活性。NO能调节雌性生殖过程,如排卵、着床、维持妊娠、调节分娩、调控发情周期等。近期研究表明,NO也在雌性性成熟过程中发挥重要的神经调控作用。本文就将NO对雌性性成熟的神经调控进行综述。     

一氧化氮对肉鸡肺血管重塑影响的研究进展

肺血管重塑是肉鸡肺动脉高压综合征的重要病理学变化特征,虽然对其形成的机制尚未完全清楚,但众多细胞因子在其形成过程中起重要作用已得到共识。一氧化氮作为一种信号物质,在血管扩张、细胞增殖与凋亡、内皮素分泌与合成以及抗氧化等过程中发挥着重要的调控作用,显示了其在抑制肉鸡肺血管重塑、预防和治疗肺动脉高压发生方面有着广阔的应用前景。     

转录组测序在林草植物抗逆性研究中的应用

生物和非生物胁迫对农作物产量和生态环境造成极大的威胁,林草植物对外界环境具有较强的适应能力,因此挖掘林草植物抗逆基因,分析其抗逆机制已经成为当下的研究趋势。随着科学技术的发展,利用生物测序技术研究植物抗逆的分子机制已成为当今植物逆境生理和分子生物学研究的一个重大课题,其中转录组测序(RNA-seq)研究是揭示植物抗逆机理以及筛选抗逆基因的主要研究技术。以Roche/454、Illumina/Solexa和ABI/SOLID为代表的二代测序技术(NGS)发展迅速,相较于传统测序手段具有成本低、测序时间短、高通量等优点,已被广泛应用于全基因组、RNA-seq和miRNA测序等研究。因此,RNA-seq技术可加快林草植物抗逆机制的研究和抗逆基因资源的挖掘,从而为农作物、优良林草植物抗逆性遗传改良和新品种培育奠定基础。本研究详细介绍了近年来NGS技术在林草植物应对病虫害、高温、冷害、盐、干旱以及土地贫瘠等方面的转录组学的研究进展,最后针对转录组测序的发展趋势和应用前景进行了展望。     

一氧化氮对雌性动物繁殖机能的影响

一氧化氮（Nitricoxide,NO）是一种结构简单而化学性质活泼的信号分子,被认为是动物体内重要的生物信使,具有多种生理和病理调节功能。近年来研究表明,NO对动物的繁殖具有调节作用,几乎参与所有的雌性生殖过程。此文主要从卵细胞的形成、胚胎发育、分娩等方面阐述了一氧化氮对雌性繁殖的影响。     

高山离子芥磷脂酶D活性测定及酶动力学分析

高山离子芥（Chorispora bungean）是一种高抗逆的多年生高山草本植物,具有特殊的分子及生理抗逆响应机制。磷脂水解酶磷脂酶D （PLD）是重要的跨膜信号转导酶。以高山离子芥愈伤组织为试材,利用酶联免疫分光光度计法,优化磷脂酶D活性测定体系,建立了在25℃反应温度条件下,200 μL反应体系中,膜蛋白的含量35 μg、反应时间30 min、pH为7.0的缓冲液系统最适合高山离子芥愈伤组织磷脂酶D活性测定体系,分析表明不同膜结合态磷脂酶D的酶动力学特征存在差异,为进一步探讨磷脂酶D在高山离子芥响应逆境胁迫中的作用奠定基础。     

柳枝稷质膜型水通道蛋白基因PvPIP1的克隆和序列分析

利用同源克隆结合RACE技术从柳枝稷（Panicum virgatum）中克隆得到了cDNA全长为1215bp的柳枝稷质膜型水通道蛋白基因（PvPIP1）,包含867bp开放阅读框序列,编码288个氨基酸,将该基因提交到GenBank,获得登录号KC955176。生物信息学分析表明PvPIP1基因分子量为30.78kD,含有6个跨膜区,2个高度保守的NPA模体结构,存在PIPs的高度保守序列GGGANXXXXGY和TGI/TNPARSL/FGAAI/VI/VF/YN。对其同源性的分析表明,PvPIP1基因与黑麦草（Lolium perenne）和大麦（Hordeum vulgare）的质膜型水通道蛋白同源性高达98%和93%。荧光定量PCR结果显示,在PEG胁迫的任何时间点PvPIP1基因的表达与对照相比都表现上调,在ABA和NaCl胁迫的9h内其相对表达量高于对照,推测PvPIP1基因可能参与柳枝稷对逆境的抗性反应。研究结果将为今后进一步探讨该基因在非生物逆境胁迫中的作用提供依据与信息。     

一氧化氮在泌乳调控机制中的作用

一氧化氮(NO)是一种结构简单且化学性质活泼的信号分子,具有多种生理和病理调节功能。现有研究发现一氧化氮合成酶(NOS)在乳腺组织、下丘脑垂体神经轴均有分布,对泌乳神经内分泌系统具有调节功能。     

外源NO对渗透胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和生理特性的影响

一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为生物体广布的一种生理活性物质,可调节植物一系列生理生化反应,增强其对逆境的抵抗能力;为此,以15%PEG-6000模拟渗透胁迫,研究外源NO对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:15%PEG-60000渗透胁迫下,0.1 mmol·L^-1NO供体硝普钠(Sodium nitroprus-side,SNP)可显著减轻对幼苗生长的抑制;促进脯氨酸(Pro)的累积,延缓幼苗叶片的水分散失(P<0.05);可诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高,减缓丙二醛(MDA)的积累,显著缓解因渗透胁迫诱导的细胞膜脂过氧化过程(P<0.05),增强其抗渗透胁迫能力,且随着胁迫程度的加剧效果越佳。0.5 mmol·L^-1SNP处理对黑麦草幼苗生长影响不显著,促进保护酶活性及缓解氧化损伤的作用较0.1 mmol·L^-1SNP处理显著减弱。外源NO诱导植物水分及抗氧化酶系活性的变化,是植物在渗透胁迫下维持正常生长的重要抗逆生理机制。     

代谢组学在牧草与草坪草抗逆性中的研究进展

牧草和草坪草的生长和发育常常面临着严重的盐碱、干旱、高温等非生物胁迫的影响。代谢组学是功能基因组学和系统生物学研究的重要技术，它涉及不同物种的细胞调控过程中代谢物的识别和定量，能够在代谢水平上有效地筛选与植物产量和抗逆性等相关的重要代谢物。目前随着色谱和质谱等技术的发展，牧草和草坪草对胁迫响应的代谢组研究也取得了许多重大进步。本文总结了近5年来代谢组学在牧草与草坪草抗逆性研究中的进展，详细描述和讨论了在水分、温度、盐分等非生物胁迫下草类植物中重要响应代谢物的鉴定以及不同代谢通路的调节与变化过程，以期为牧草和草坪草抗逆性研究及认识其内在逆境适应机制提供理论基础。     

白三叶TrSAMDC1克隆及表达分析

S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)在植物抵御逆境胁迫中发挥着重要作用。通过分子生物学技术克隆得到一个全长为1559 bp的白三叶S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因,并命名为TrSAMDC1。对该序列进行生物信息学分析表明:TrSAMDC1开放阅读框长度为1077 bp,编码358个氨基酸;预测其编码的蛋白为不稳定的亲水性蛋白,无跨膜结构,无信号肽,二级结构的主要构件为无规则卷曲,三级结构为同源二聚体,可能定位于细胞质中;系统进化树表明TrSAMDC1与其他豆科植物SAMDC亲缘关系很近,在进化上高度保守。分析该基因在重金属镉(CdSO₄)、低温(4 ℃)、高温(35 ℃)、干旱(PEG-6000)和盐(NaCl)等非生物胁迫以及100 μmol·L^-1脱落酸(ABA)和1 mmol·L^-1生长素(IAA)等激素处理下的表达模式发现TrSAMDC1的表达具有组织器官和时空特异性:所有处理都能显著上调叶片的相对表达量,并且在大多数处理12 h后达到峰值。而根系表达量虽较对照有差异,但对各种处理的敏感程度显著低于叶片。推测该基因能在调节植物的生长发育以及植物应对非生物胁迫尤其是高温和重金属镉胁迫中发挥重要作用,以上结果为进一步研究该基因奠定了基础。