水分胁迫诱导的玉米叶片钙调素基因表达及其与ABA和H_2O_2的关系

以玉米(Zea mays L.)为材料,探讨了水分胁迫下玉米钙调素(CaM)基因CaM1、CaM2和CaM3在叶片中转录水平的变化;并对水分胁迫下脱落酸(ABA)积累和H2O2产生与CaM基因表达的关系进行了研究.结果表明,25% PEG 6000模拟的水分胁迫能够诱导上述玉米CaM基因在叶中的表达,其中对CaM1和CaM3的影响较为显著,3个基因具有各自不同的表达模式.外源ABA处理也能显著诱导这3个基因的表达,施用ABA合成抑制剂FLU明显抑制了水分胁迫下CaM基因表达,暗示水分胁迫下CaM基因表达增强依赖于ABA的积累.外源H2O2处理下3个CaM基因均出现2次表达增强的情况,ROS抑制剂或清除剂并不影响外源ABA诱导的CaM基因的前期表达,仅抑制了后期表达,暗示H2O2参与ABA诱导的CaM基因表达后期的调控,它们之间可能存在交谈机制,并且这种机制在不同CaM基因之间具有普遍性.     

Ca2+参与硝普钠(SNP)对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO水平的影响及其与Ca2+的关系.在15%PEG-6000胁迫下测定NO含量和NO合成酶活性,结果表明,干旱胁迫下小麦幼苗叶片一氧化氮合酶(NOS)活性显著增加,且钙依赖型cNoS(CaM的组成型NOS)快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS(CaM的诱导型NOS)的活性在NOS活性比例缓慢增加,而硝酸还原酶(NR)产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;0.1 mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用.SNP显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控.     

镉胁迫下外源钙对白菜氧化应激和NO含量的影响

为了解镉胁迫下外源钙对白菜生理响应的调控机制,通过水培实验研究了在Cd(100μmol·L-1)胁迫下Ca(5 mmol·L-1)对白菜(Brassica pekinensis)叶片钙离子和镉离子含量、ROS和MDA含量、抗氧化酶活性、还原性谷胱甘肽和内源NO含量变化的影响,并使用0.2 mmol·L-1的三氟拉嗪(TFP)研究了Ca2+-CaM信号在其中的转导功能。结果表明:(1)Cd胁迫降低了白菜叶片的Ca含量,而外源Ca增加了Ca含量并降低Cd含量,但TFP对叶片Ca、Cd含量无明显影响;(2)Cd诱导白菜叶片ROS爆发,引起质膜过氧化,并抑制了SOD活性,提高了APX、CAT和POD活性及GSH含量,增加了叶片过氧化压力,施加外源钙后降低了这种压力,而TFP的加入却降低了这种缓解作用;(3)Cd抑制了叶片NO含量,补充外源钙后提高了NO含量,而TFP降低了外源钙对NO的上调。研究可知,外源钙能降低白菜叶片Cd含量,增强Ca含量,并通过Ca2+-CaM信号途径调节抗氧化酶和GSH含量,维持叶片ROS平衡,提高叶片内源NO的表达,从而增强白菜Cd的耐性。     

Ca(NO3)2胁迫对茄子嫁接苗叶片活性氧代谢和膜脂过氧化的影响

以日本引进的茄子设施栽培专用耐盐品种Torvum Vigor为砧木,栽培品种苏崎茄为接穗,用营养液栽培,对80 mmol/L Ca(NO3)2胁迫下茄子嫁接苗和自根苗叶片抗氧化酶活性、活性氧代谢和膜脂过氧化的变化进行了比较.结果表明,Ca(NO3)2胁迫下茄子嫁接苗株高和生物量积累显著高于自根苗,叶片抗氧化酶活性显著高于自根苗,叶片O2-+产生速率与H2O2含量显著低于自根苗,叶片MDA含量与电解质渗透率显著低于自根苗.因此,Ca(NO3)2胁迫显著降低了幼苗叶片抗氧化酶活性,增加了O2-+产生速率、H2O2与MDA含量及电解质渗透率,但嫁接苗受Ca(NO3)2胁迫的抑制程度显著小于自根苗,良好的活性氧清除机制保护了植株细胞膜的完整性,使嫁接苗在Ca(NO3)2胁迫下表现出较高忍耐力.     

Ca2+参与外源NO诱导增强枇杷幼苗抗冻性的信号转导

【目的】从影响枇杷幼苗Ca~(2+)信号通路的角度,分析外源Ca~(2+)、钙离子通道抑制剂和钙调素拮抗剂对低温胁迫下幼苗抗氧化能力的影响,探讨Ca~(2+)信号在外源NO诱导增强枇杷幼苗抗冻性中的调控机制。【方法】以2年生的早钟6号枇杷(Eriobotrya Japonica Lindl.cv.Zaozhong No.6)容器苗为试材,采用叶面喷施外源NO供体硝普钠(SNP)、氯化钙(CaCl_2)、钙离子通道抑制剂三氯化镧(LaCl_3)和钙调素拮抗剂N-(6-氨基己基)-5-氯-1-萘磺胺(W7)处理低温胁迫下的枇杷幼苗,试验共设6个处理,分别为叶面喷施SNP处理(T1)、CaCl_2+SNP处理(T2)、LaCl_3+SNP处理(T3)、W7+SNP处理(T4)、W7+LaCl_3+SNP处理(T5)以及叶面喷施H_2O (对照,CK),研究不同处理对幼苗过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)和钙调素(CaM)含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响,最后对低温胁迫下枇杷叶片各生理指标的相关性进行了分析。【结果】与对照相比,SNP处理(T1)和CaCl_2+SNP处理(T2)显著促进了叶片细胞CaM含量的增加以及CAT、POD、SOD和APX活性的上升,降低了细胞H_2O_2和MDA含量,从而减轻了细胞的膜脂过氧化程度,提高了枇杷幼苗的抗冻性。与对照相比,LaCl_3+SNP处理(T3)提高了叶片MDA含量,但是叶片H_2O_2、CaM含量以及CAT、POD、SOD和APX活性总体均显著降低。与对照相比,W7+SNP处理(T4)、W7+LaCl_3+SNP处理(T5)均显著增加了细胞H_2O_2和MDA含量,明显降低了叶片细胞CaM含量以及CAT、POD、SOD和APX活性。相关性分析表明,CaM含量与CAT、POD、SOD和APX等保护酶活性的相关系数均高于0.88,呈极显著正相关;而CaM含量与H_2O_2和MDA含量的相关系数分别为-0.721和-0.884,呈极显著负相关;4种保护酶活性与H_2O_2和MDA含量之间也呈现极显著负相关。【结论】外源Ca~(2+)和NO具有协同增强枇杷幼苗抗冻性的诱导效应,而LaCl_3和W7对外源NO诱导增强枇杷幼苗的抗冻性起阻遏作用,Ca~(2+)参与了外源NO诱导增强枇杷幼苗抗冻性的信号转导。     

钙对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长的缓解效应研究

采用营养液培养法,研究了外源Ca(NO3)2对Na Cl胁迫下黄瓜幼苗生长和生理指标的影响。结果表明:60mmol·L-1Na Cl胁迫显著抑制了幼苗形态生长和生物量积累,叶片光合色素和抗坏血酸含量显著降低,质膜透性、丙二醛、脯氨酸和可溶性蛋白含量显著增加;不同浓度Ca(NO3)2处理,均使Na Cl胁迫下叶片光合色素和抗坏血酸含量显著增加,质膜透性和MDA含量显著降低,脯氨酸和可溶性蛋白含量进一步增加,幼苗生长各指标不同程度提高,其中4 mmol·L-1Ca(NO3)2处理的各项指标均优于2 mmol·L-1和6 mmol·L-1Ca(NO3)2处理。说明外源Ca(NO3)2可通过促进叶片光合色素合成,增强细胞抗氧化能力和渗透调节能力,减轻胁迫造成的膜脂过氧化伤害,缓解Na Cl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,且以4mmol·L-1Ca(NO3)2处理的缓解效果最好。     

干旱胁迫条件下外源NO对翅果油树幼苗生理生化特征的影响

研究了NO供体硝普钠(Sodiumnitroprusside,SNP)预处理和PEG-6000渗透液处理对水分胁迫下翅果油树幼苗叶片相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、膜脂过氧化和保护酶活性的影响。结果表明:外源NO能提高翅果油树幼苗叶片的相对含水量,缓解水分胁迫下叶片的水分丢失,提高其叶绿素含量;低浓度外源NO(0.1、0.2、0.4、0.6 mmol.L-1SNP)能促进叶片的光合速率,高浓度(0.8、1.0 mmol.L-1SNP)则明显抑制光合速率。外源NO使各处理组叶片丙二醛含量和相对电导率均降低;随着SNP浓度的升高,各处理组POD活性呈逐渐上升趋势,而CAT活性先上升后下降,且均高于对照。外源NO可通过诱导叶片POD和CAT活性的升高来延缓活性氧的积累,从而减轻水分胁迫对翅果油树的伤害,增强树木的耐旱能力。     

Ca2+参与NO对切花月季瓶插期间乙烯合成的调控

为研究Ca2+在NO对切花月季瓶插期间乙烯合成调控中的作用,分别用0.1 mmol/LSNP(NO供体)、0.1 mmol/L SNP+0.3 mmol/L的TFP(CaM)、0.1 mmol/L SNP+10 mmol/L的TFP(Ca2+ 螯合剂)、6 mmol/L Ca2+、6 mmol/L ca2+ +0.05 mmol/L的PTIO(NO清除剂)处理切花月季‘Kardinal'',研究切花瓶插期间内源乙烯的生物合成变化.结果表明,Ca2+处理能提高月季瓶插前期花瓣中的NOS活性,保持了花瓣中的NO的较高水平,减缓切花瓶插后期NOS活性的升高,进一步研究表明,Ca2+螯合剂EGTA和CaM的抑制剂TFP处理却可使花瓣中的ACS和ACO活性升高,ACC的含量增加,从而加速了乙烯的生物合成;同时,NO的清除剂PTIO处理也可以抑制由于Ca2+处理导致的ACS和ACO的活性降低以及乙烯合成底物ACC的含量下降.Ca2+和CaM可能参与了NO对切花瓶插期间乙烯的合成调控及其信号转导.     

外源硝酸钙对盐胁迫黄瓜幼苗生长和光合作用的影响

以较耐盐黄瓜品种新泰密刺为试材,采用营养液栽培,研究了叶面喷施Ca(NO3)2对盐胁迫(65 mmol/L NaCl)下黄瓜幼苗生长、叶片叶绿素含量、光合及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,外源Ca(NO3)2显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的干鲜重和叶片叶绿素含量;Ca(NO3)2也提高了盐胁迫下黄瓜叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光条件下最大光化学效率(F'v/F'm)和光化学淬灭系数(qP),而对胞间CO2浓度(Ci)、暗条件下最大化学效率(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(qN)没有显著影响。这些结果说明外源Ca(NO3)2可能通过提高叶绿素含量和调节气孔限制,以缓解盐胁迫对黄瓜幼苗光化学效率的抑制,进而提高植株耐盐胁迫能力,促进其生长。     

钙处理对低温胁迫下枇杷幼苗Ca2+-ATPase活性和膜脂过氧化水平的影响

【目的】探讨钙处理对低温胁迫下枇杷叶片Ca2+-ATPase活性和膜脂过氧化的调节机制,为枇杷抗寒性研究提供依据。【方法】采用外源钙(5 mmol/L CaCl2)和钙调素拮抗剂三氟拉嗪(Trifluoperazine,TFP,100mmol/L)处理Hoagland营养液砂培法培养的2年生"早钟6号"枇杷(Eriobotryajaponica Lindl.cv.Zaozhong No.6)容器幼苗,设钙预处理、TFP预处理和先TFP后钙处理,以未做预处理为对照,于-6℃人工气候室进行低温胁迫处理,研究钙处理对低温胁迫下枇杷成活率、CaM含量以及Ca2+-ATPase、CAT、SOD活性和H2O2、MDA含量的影响。【结果】与对照相比,钙处理显著提高了低温胁迫后枇杷幼苗的成活率、叶片细胞CaM含量以及质膜、内质网膜、液泡膜和线粒体膜Ca2+-ATPase活性,并激活了CAT和SOD活性,降低了细胞H2O2和MDA含量;而钙调素拮抗剂TFP对钙处理所诱导的上述生理效应均有抑制作用,削弱了幼苗对低温胁迫的抗氧化能力,加剧了低温对幼苗的伤害。【结论】钙处理提高了枇杷幼苗的抗冻能力,Ca2+-CaM信使系统可能参与了低温胁迫下枇杷抗冻性的诱导和调控。     

IWF诱导小麦悬浮细胞产生NO及其与Ca2+的关系

 【目的】以感染叶锈菌的小麦叶片细胞间隙液IWF-260作为激发子,刺激小麦洛夫林10悬浮细胞,探讨悬浮细胞受激发子刺激引发的NO变化情况及其产生的可能分子机制。【方法】采用Greiss试剂法及荧光分子探针DAF-2DA标记法检测胞内NO的动态变化,同时借助药物学试验探讨Ca2+和NO的关系。【结果】IWF-260能诱导小麦悬浮细胞产生NO,NO在IWF-260刺激诱发的细胞死亡过程中发挥重要作用。药物学抑制剂试验证明NOS和NR及胞外钙离子内流均与IWF-260刺激小麦悬浮细胞产生的NO有密切关系,且在NO的产生途径中,NR途径为主要途径。【结论】IWF-260能够诱导小麦悬浮细胞产生NO,NOS、NR及胞外Ca2+内流参与了此过程。     

不同处理对草莓成花过程中钙·钙调素及同化物含量的影响

[目的]探讨不同促控剂对草莓成花过程中Ca2+-CaM及同化物含量变化的影响。[方法]以草莓品种宝交早生的当年生子苗为试材,用10 mmol/LEGTA、5 mmol/LTFP和2μmol/LA2318(7清水为对照),对草莓植株进行叶面喷洒试验。[结果]叶片中的Ca2+含量在花芽分化始期时有一积累高峰,花序分化期再次积累成峰值;而顶芽中CaM的含量高峰与叶片Ca2+峰值同时出现或稍后。A23187处理可使植株Ca2+和CaM在花芽分化始期的高峰提前;EGTA处理使植株的Ca2+的含量下降,但CaM的含量变动规律性不大;而TFP可降低植株的CaM含量,但对植株的Ca2+影响不大。各处理植株的可溶性糖、还原糖和淀粉含量在成花前均处于高水平。植株的蛋白质含量在花序原始体出现时形成峰值,随后缓慢降低。[结论]该研究为阐明Ca2+-CaM在草莓花芽分化中的作用机制提供依据。     

提高N6培养基钙浓度对玉米幼胚培养的影响

筛选试验结果表明 ,将 N6 培养基 Ca2 + 浓度从 1.13mmol/ L提高到 5 m mol/ L ,对玉米幼胚胚性愈伤组织的诱导、继代和分化具有促进作用。在一次继代过程中 ,Ca2 +浓度为 5 m mol/ L 的培养基上培养的胚性愈伤组织相对生长量比 1.13m mol/ L 的原培养基增加 0 .8倍。 Ca2 +浓度提高以后 ,在培养基中再添加钙调蛋白 (Ca M)抑制剂盐酸氯丙嗪 (CPZ) ,可抑制 Ca2 +的促进作用 ,说明钙增加后对玉米胚性愈伤组织诱导和继代的促进作用受Ca2 + / Ca M信息系统控制。用改进后的 N6 培养基 ,可提高生产上大面积推广的玉米自交系胚性愈伤组织的诱导率和继代生长量     

盐胁迫下外源NO对玉米叶片氮代谢产物的影响

研究了NO信号分子对盐胁迫下玉米幼苗氮代谢产物的影响。结果表明:经100 mmol/LNaCl溶液处理后,玉米幼苗叶片的可溶性蛋白质含量迅速下降,游离氨基酸和脯氨酸含量迅速上升,但随着胁迫时间的延长,变化趋势趋于缓和。在同样的盐胁迫条件下,NO供体硝普钠(SNP)诱导处理对可溶性蛋白质含量的降低有明显的抑制作用,且显著促进了游离氨基酸和脯氨酸含量的升高。表明外源NO供体可以调节玉米叶片脯氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白质的含量,增强玉米幼苗的耐盐性。     

NO介导ABA诱导的玉米叶片叶绿体和质外体的抗氧化防护

用硝普钠（SNP，NO供体）和ABA处理玉米幼苗，结果显示，ABA和SNP均增强了玉米叶片中抗氧化酶SOD、CAT、GR和APX的活性；激光共聚焦显微检测显示，ABA能够诱导叶片中NO的合成；NO清除剂PTIO和合成抑制剂L-NAME预处理阻断了ABA诱导的抗氧化酶活性的上升及NO的合成。对不同亚细胞区室的研究显示，ABA和NO对质外体和叶绿体中的抗氧化酶系统均表现出诱导效应，而PTIO和L-NAME阻断了这种诱导。上述结果表明，在玉米叶片中，NO介导了ABA的信号转导，诱导叶绿体和质外体中的抗氧化酶系统协同作用，共同提高了叶片的抗氧化防护能力。     

Extracellular and Intracellular Calcium both Involved in the Jasmonic Acid Induced Calcium Mobilization in Arabidopsis thaliana

The objective of this experiment is to evaluate the role of intracellular and extracellular Ca2＋ and calmodulin （CAM） in jasmonic acid （JA） signaling. The laser scanning microscopy was used to detect the changes of [Ca2＋]cyt of Arabidopsis thaliana leaf cells which pretreated with different types of calcium channel blocker. Moreover, the expression of VSP, one of JA response genes, was also investigated after pretreated with the above blocker and antagonist of CaM. The results showed that extracellular and intracellular calcium both involved in the JA-induced Ca2＋ mobilization, and then Ca2＋ exerted its functions through activating the CaM or CaM related proteins. The apoplast calcium influx and the calcium release from the calcium stores are both involved in the JA-induced calcium mobilization, then the JA-induced Ca2＋ transmited the JA signal through CaM or CaM related proteins, and regulated the JA responsive genes.     

Ca2+/CaM在壳聚糖调控不结球白菜离体叶片氨同化关键酶活性中的作用

用壳聚糖(CTS)、Ca^2 、Ca^2 螯合剂(EGTA)、异博定(Vp)、LaCl3、氯丙嗪(CPZ)、二硫苏糖醇(DTT)和腺苷三磷酸(ATP)单独或混合处理不结球白菜离体叶片。结果表明，CTS、Ca^2 、DTT和ATP单独处理均能提高谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性；而EGTA、异博定、LaCl3和CPZ单独处理则使GDH和GS活性降低。CTS可以与外源Ca^2 及DTT和ATP互作促进GDH和GS活性；而在EGTA、质膜Ca^2 通道阻断剂异博定和LaCl3以及CaM拮抗剂氯丙嗪分别存在下，则降低GDH和GS的活性。说明CTS在调控氨同化关键酶GDH和GS活性时，可能有Ca^2 信号系统的参与，从而使得壳聚糖处理的不结球白菜的品质和单株鲜重有所提高。     

钙处理对苹果梨叶片钙调蛋白含量及过氧化物酶、多酚氧化酶活性的影响

以延边地区苹果梨树为试材,探索苹果梨树体生长期进行钙处理后对叶片钙调蛋白(CaM)含量及POD、PPO活性的影响。结果表明:钙处理对苹果梨叶片的CaM含量及POD、PPO活性有明显影响。其中幼果期、果实迅速膨大期、果实成熟期3个时期都喷施质量分数为0.5%CaCl2+20 mg/L NAA的处理对增加叶片CaM含量的效果最好,果实迅速膨大期喷施质量分数为0.5%CaCl2对降低叶片POD、PPO活性的效果最好。     

外源一氧化氮对铅胁迫下玉米幼苗的缓解作用

为探讨Pb胁迫下外源一氧化氮（NO）对玉米幼苗伤害的缓解作用,利用室内盆栽试验研究了外源NO供体硝普钠（SNP）对铅（Pb）处理下玉米（Zea mays）幼苗生长及生理特性的影响。结果表明：与对照相比,1.0 mmol·L^-1 Pb处理明显抑制了玉米幼苗的生长,减缓了玉米幼苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,叶绿素含量减少,丙二醛（MDA）含量增加、质膜透性增大;添加0.1 mmol·L^-1的SNP明显缓解了Pb胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,提高Pb胁迫下超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,增加了幼苗叶绿素和脯氨酸含量,促进了可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低了MDA含 量、细胞质膜的透性。外源NO对Pb胁迫下玉米生长有一定的缓解作用,可以增强玉米幼苗对Pb毒害的抗性。