葡萄冬芽自然休眠诱导期间的呼吸代谢变化

【目的】研究葡萄冬芽自然休眠诱导过程中呼吸速率和呼吸途径的变化规律,明确呼吸代谢与自然休眠诱导的关系,为休眠调控技术如无休眠栽培和秋促早栽培技术的发展提供理论依据,进而解决葡萄鲜果的周年供应问题。【方法】以‘贝达’嫁接的3年生高需冷量葡萄品种‘夏黑’和低需冷量葡萄品种‘京蜜’为试材,采用专一性呼吸抑制剂法借助氧电极测定葡萄冬芽呼吸速率及呼吸途径的变化,结合利用单芽扦插沙基培养法界定自然休眠诱导的进程,研究自然休眠诱导过程中葡萄冬芽的呼吸代谢变化。【结果】低需冷量葡萄品种‘京蜜’的冬芽自然休眠诱导开始和结束的时间晚于高需冷量葡萄品种‘夏黑’,且自然休眠深度浅于高需冷量葡萄品种‘夏黑’。需冷量不同的‘京蜜’和‘夏黑’两葡萄品种在自然休眠诱导期间冬芽的总呼吸速率变化趋势相同,呈单峰曲线,于自然休眠诱导结束时达最大值;低需冷量葡萄品种‘京蜜’在自然休眠诱导结束时冬芽的总呼吸速率和增幅略低于高需冷量的葡萄品种‘夏黑’。‘京蜜’和‘夏黑’两葡萄品种在自然休眠诱导期间,冬芽底物氧化水平和电子传递链水平上不同呼吸途径的运行活性发生了明显的变化,且变化趋势基本一致,与其自然休眠进程紧密相关,其中冬芽底物氧化水平上的戊糖磷酸途径（PPP）途径的运行活性与容量、蛋白质脂肪-TCA途径的容量和电子传递链水平上的交替途径的运行活性与容量,随着自然休眠进程的推进迅速增加;低需冷量葡萄品种‘京蜜’冬芽底物氧化水平上的PPP、蛋白质脂肪-TCA和电子传递链水平上的交替途径等与自然休眠诱导密切相关的呼吸途径的运行活性和容量都要略低于高需冷量葡萄品种‘夏黑’的冬芽。【结论】在自然休眠诱导期间,葡萄冬芽的总呼吸速率达最大值即峰值是葡萄冬芽自然休眠诱导期结束的标志。PPP途径和交替途径的运行活性与容量及蛋白质脂肪-TCA途径的容量的迅速增加是葡萄冬芽进入自然休眠的关键,是葡萄冬芽自然休眠诱导期的标志性生理变化。     

低温弱光对黄瓜幼苗地上部和根系生长与呼吸作用的影响

以冷敏感作物黄瓜(Cucumis sativus)为材料,研究低温弱光(100μmol/m2.s-1、8℃)对黄瓜幼苗地上部及根系生长与呼吸作用的影响。结果表明:低温弱光抑制了黄瓜幼苗地上部与根系的生长,并导致根冠比由0.17增加为0.26。叶片总呼吸(Vt)、细胞色素呼吸(ρ’Vcyt)和抗氰呼吸(ρValt)在胁迫初期瞬间急剧增强,后随处理时间延长又迅速下降,其中Vt和ρ’Vcyt低于对照水平,但ρValt仍与对照水平相当;低温弱光虽然降低了根系ρ’Vcyt,但诱导ρValt显著增强,最终导致Vt增加;低温弱光下根系ρValt/Vt的增加程度明显高于叶片。低温弱光下叶片线粒体呼吸控制率下降程度大于根系,说明低温弱光对叶片线粒体的伤害大于根系。     

光周期处理对油桃芽休眠诱导效应及呼吸速率的影响

 【目的】分析光周期处理对油桃芽休眠诱导及发展进程的影响,并探讨休眠诱导期内桃芽呼吸速率的变化规律。【方法】以曙光油桃（Prunus persica var. nectariana cv. Shuguang）为材料,设置3个光周期处理：短日照（8 h）、长日照（16 h）和自然日照,结合测定枝梢的生长和桃芽萌芽能力界定桃芽休眠状态,利用氧电极测定桃芽呼吸速率的变化。【结果】短日照能够诱导曙光油桃新梢提前停长,使桃芽提前7 d进入休眠诱导期,且促进休眠迅速向深度发展,较对照提前21 d进入自然休眠期;长日照明显延迟油桃新梢停长,并且延缓桃芽休眠诱导及发展的进程。呼吸速率随着休眠诱导而降低,桃芽进入休眠诱导期7 d后出现呼吸速率低谷,休眠诱导期内呼吸速率出现回升后降低并在休眠诱导期结束时维持在较低水平。另外,短日照明显减弱芽体的呼吸速率,并维持其在较低水平,长光照略使呼吸速率上升。【结论】短日照对休眠的产生具有明显诱导效应,长日照可推迟休眠诱导的发生,呼吸速率变化与休眠的诱导与发展进程相关,也与光周期有关。     

腐胺提高黄瓜根际低氧耐性的生理机理

 【目的】明确腐胺（putrescine,Put）对黄瓜根际低氧耐性的作用及其机制。【方法】以黄瓜为材料,分别在抑制和不抑制酸还原过程的条件下,在水培体系中对植物进行Put和根际低氧胁迫处理。【结果】外源Put显著提高了硝酸还原酶的实际（NRact）和最大（NRmax）活性,且这种作用在低氧胁迫植株中表现尤为明显。Put缓解了低氧胁迫下黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）以及根系线粒体总呼吸（Vt）、细胞色素途径呼吸（Vcyt）和交替途径呼吸（Valt）速率的下调。然而,当硝酸还原过程被钨酸钠抑制后,Put不仅失去了对光合作用及线粒体呼吸的缓解作用,反而进一步加剧了这两个基础代谢过程活性的下降。【结论】Put参与提高黄瓜对低氧胁迫抗性的作用和硝酸还原过程有关。     

休眠期曙光油桃芽电导率及丙二醛含量的变化

[目的]探讨膜渗透性在落叶果树休眠中的作用,为休眠的人工调控提供理论依据。[方法]以曙光油桃的花芽和叶芽为材料,研究油桃芽体休眠期电导率及丙二醛含量的动态变化。[结果]12月31日曙光油桃花芽、叶芽的萌芽率分别是54.52%、55.23%,表明其自然休眠已经解除。休眠期油桃芽体的电导率及丙二醛含量的变化趋势基本一致即11月6日之前,花芽和叶芽的电导率、丙二醛含量均呈下降趋势;11月6日以后,随着外界低温的来临,芽体进入休眠状态,电导率、丙二醛含量均呈迅速升高趋势,并都稳定在较高水平。[结论]诱导芽体休眠时,芽体膜透性变化与其休眠关系密切,芽体休眠后,膜透性大而稳,说明芽体对低温有很好的适应性。     

葡萄芽自然休眠期间的呼吸代谢变化

【目的】探讨葡萄芽呼吸代谢与自然休眠解除的关系,为葡萄人工休眠调控技术措施的制定提供理论依据。【方法】以高需冷量品种夏黑和低需冷量品种京蜜为试材,采取呼吸抑制剂法借助氧电极研究休眠解除过程中芽的呼吸代谢变化。【结果】不同需冷量品种休眠期间芽的呼吸速率和各呼吸途径所占比例大致相同,而且变化趋势也基本一致,但低需冷量品种京蜜呼吸速率及呼吸途径发生显著变化的时间比高需冷量品种夏黑提前20 d左右,且变化更为迅速,只是变化幅度略小于夏黑。休眠期间总呼吸速率呈单曲线变化,当休眠解除时达到顶峰。底物水平上,糖酵解-三羧酸途径所占比例在休眠解除时大幅度增加。电子传递链水平上,剩余呼吸和交替途径在休眠解除时显著增加。【结论】不同品种对低温的敏感度不同,低需冷量品种对低温刺激更为敏感。糖酵解-三羧酸途径是葡萄芽休眠解除的关键因素,剩余呼吸和交替途径的激活在葡萄芽休眠解除过程中起重要作用。     

荧光假单胞菌对樱桃根系呼吸和幼苗生长的影响

【目的】合理利用土壤有益微生物改善土壤环境,有助于提高作物产量与品质。樱桃根系适应性普遍较差,对土壤理化和生物环境变化反应敏感。探讨土壤接种荧光假单胞菌等根际促生细菌对根系功能及幼苗生长的影响效应,可为樱桃园根际环境调控提供参考依据。【方法】以土壤灭菌的钵栽山樱幼苗为试材,测定根系呼吸代谢相关指标,研究根系呼吸等生理功能对定量接种荧光假单胞菌的响应特征。【结果】幼苗根系呼吸途径以糖酵解-三羧酸循环-细胞色素途径（EMP-TCA-COX）为主。接种处理结束后5 d时,幼苗根系总呼吸速率未发生显著改变;20-35 d时接种处理EMP途径以及TCA途径呼吸速率降低,从而导致总呼吸速率较对照分别降低了34.9%和30.9%,而在50 d时接种处理的EMP途径及TCA途径呼吸速率升高,使得根系总呼吸速率较对照显著提高了135.8%。接种荧光假单胞菌处理后5 d时显著提高了丙酮酸激酶（PK）、苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）以及葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G-6-PDH）活性,降低了磷酸果糖激酶（PFK）活性。而接种处理后20 d时PK活性高于对照,PFK和G-6-PDH活性低于对照,其余根系呼吸途径相关酶活性与对照相比无显著差异。接种处理35 d时PFK活性较对照提高了127.0%,50 d时G-6-PDH活性升高至对照的2倍,其余酶活性与同期对照相比虽有差异但不显著。土壤接种荧光假单胞菌的幼苗叶片数增加了16.7%,茎粗增加了9.3%,说明接种处理促进了植株生长。【结论】灭菌条件下接种荧光假单胞菌影响山樱幼苗根系呼吸功能及生长,接种OD值为0.4的菌液（共6次）处理后20-35 d,引起了根系呼吸途径分配比例变化,部分相关酶活性发生改变,影响根系总呼吸速率,进而引起植株形态指标的改变。     

烟草赤星病菌代谢产物对烟草BY-2细胞ROS爆发和ATP损耗的诱导?

 【目的】本文以烟草BY-2细胞为实验材料,探讨赤星病菌代谢产物（metabolic products of Alternaria alternata,MP）对烟草BY-2细胞活性氧（reactive oxygen species,ROS）产生和ATP含量变化的影响以及产生这种影响的原因。【方法】用10% MP处理烟草BY-2细胞,用氧电极检测不同时间MP处理后,烟草BY-2细胞呼吸速率和呼吸途径的变化,同时分析BY-2细胞内H2O2产生和ATP含量等的变化。【结果】 MP处理导致了烟草BY-2细胞H2O2爆发和ATP含量下降,此外MP处理也导致了烟草BY-2细胞总呼吸速率、细胞色素途径（cytochrome pathway）和及交替氧化酶途径（AOX）的下降,并且造成线粒体渗透转换孔（permeability transition pore,PTP）开放和细胞色素c释放。【结论】 MP对BY-2细胞呼吸速率和细胞色素途径的抑制不可避免地导致胞内ATP含量下降,此外MP诱导的烟草BY-2细胞氧化磷酸化的解偶联作用是MP导致胞内ATP含量下降的另一重要原因。而MP对 AOX途径的抑制则是诱导胞内ROS爆发的重要原因。     

3个李品种（系）芽需冷量的研究及休眠相关DAM基因的表达分析

【目的】探究3个李（Prunus）品种（系）的芽休眠和需冷量的差异及DAM基因表达与芽休眠的关系。【方法】调查统计了3个李品种（系）需冷量与萌芽率,采用生物信息学的方法对李的DAM基因进行鉴定,并用qRT-PCR对3个品种（系）李的DAM基因在芽的不同休眠阶段表达分析。【结果】7.2℃模型、0～7.2℃模型、犹他模型下“晚熟羌脆李”的需冷量均高于‘羌脆李’和‘脆红李’,且3个需冷量统计模型下‘羌脆李’和‘脆红李’的需冷量相同。鉴定了6个DAM基因（Pd DAM1、Pd DAM2、Pd DAM3、Pd DAM4、Pd DAM5、Pd DAM6）,但花芽与叶芽内休眠期与内休眠解除期（需冷区间）高表达基因都为DAM5,且在休眠解除期DAM基因的相对表达量均呈下降趋势。【结论】揭示了3个李品种（系）的花芽与叶芽需冷量的差异,筛选出与休眠解除最相关的DAM基因,结果为李芽休眠及熟期调节提供理论依据。     

石灰氮和水杨酸对油桃金山早红花芽休眠的影响

以金山早红油桃为试材,在花芽自然休眠进程的不同阶段施用不同浓度的石灰氮和水杨酸后置于温室中进行萌芽培养,并对芽体内活性氧含量、抗氧化酶活性和呼吸速率变化进行了测定.结果表明:①初休眠期和深休眠期施用水杨酸对油桃破眠无效,后期休眠10%水杨酸对促进油桃破眠有一定效果,萌芽较对照提前8 d,最终萌芽率达100%;在整个休眠期石灰氮处理对破眠无效.②在初休眠期和深休眠期,石灰氮和水杨酸处理的花芽H2O2含量、抗氧化酶和呼吸速率的变化趋势相似.③在休眠后期,芽体的H2O2含量很低,但石灰氮处理的有所升高,而水杨酸处理的则呈下降趋势;过氧化氢酶(CAT)活性在较低水平上有所升高后再继续下降,但水杨酸处理的活性比石灰氮处理的上升幅度小;石灰氮和水杨酸处理的过氧化物酶(POD)活性在低水平上升高,幅度大于对照;而超氧化物歧化酶(SOD)活性则在较高水平上缓慢下降,但10%水杨酸处理的在培养后期有所回升;石灰氮处理的呼吸速率变化幅度很小,但10%水杨酸处理的上升幅度较大.     

细胞凋亡的信号通路

细胞凋亡是细胞程序性死亡的一种方式,与自噬和坏死有明显的区别。细胞凋亡的信号途径比较复杂,在凋亡诱导因子的刺激下经历不同的信号途径。本文就细胞凋亡的三条信号通路——线粒体途径、内质网途径和死亡受体途径做一综述,以便为人们进一步了解细胞凋亡发生的机制,从而对癌症及其他一些相关疾病的治疗奠定基础。     

Genome-wide characterization of miRNA and siRNA pathways in the parasitoid wasp Pteromalus puparum

microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs) are small non-coding RNAs (ncRNAs) that trigger RNA interference (RNAi) in eukaryotic organisms. The biogenesis pathways for these ncRNAs are well established in Drosophila melanogaster, Aedes aegypti, Bombyx mori and other insects, but lacking in hymenopteran species, particularly in parasitoid wasps. Pteromalus puparum is a parasitoid of pupal butterflies. This study identified and analyzed two pathways by interrogating the P. puparum genome. All core genes of the two pathways are present in the genome as a single copy, except for two genes in the siRNA pathway, R2D2 (two copies) and Argonaute-2 (three). Conserved domain analyses showed the protein structures in P. puparum were similar to cognate proteins in other insect species. Phylogenetic analyses of hymenopteran Dicer and Argonaute genes suggested that the siRNA pathway-related genes evolved faster than those in the miRNA pathway. The study found a decelerated evolution rate of P. puparum Dicer-2 with respect to Dicer-1, which was contrary to other hymenopterans. Expression analyses revealed high mRNA levels for all miRNA pathway genes in P. puparum adults and the siRNA related genes were expressed in different patterns. The findings add valuable new knowledge of the miRNA and siRNA pathways and their regulatory actions in parasitoid wasps.     

温度对植物开花时间调控的研究进展

开花是高等植物生长繁殖过程中重要的生理现象,是植物由营养生长进入生殖生长的标志。植物开花受多种内源和外源因素的调节,其中温度是影响植物开花的一个重要环境因素。总结了近期温度影响开花(主要包括春化途径和热感应途径)的研究进展,尤其对最近研究发现的FT及其家族基因和相关上游转录因子以及miRNA在植物响应温度变化影响开花过程中的功能进行了综述,有助于进一步了解温度参与植物开花调控的分子机制。     

Relation Between Endodormancy Induction and Changes in Two Main Electron Transport Pathways of Nectarine Buds

Operation regulations of two main electron transport pathways in nectarine （Prunus persica var. nectariana cv. Shuguang） buds during endodormancy induction were studied to understand possible roles which two main electron transport pathways played in the buds of deciduous fruit trees during endodormancy induction. Respiratory inhibitors （KCN and SHAM） were used to investigate total respiration rate （Vt）, the development and operation of the alternative pathway and partitioning of electrons between the cytochrome and alternative pathways in nectarine buds during endodormancy induction. Results indicated that changes of Vt in flower and leaf buds showed single and double hump-shaped curves, respectively. In endodormancy induction, the capacity （Valt,） and activity （ρValt） of the alternative pathway rapidly increased, but changes of them had different patterns during the entire measuration. At the same time, changes of engagements of the alternative （ρValt/Vt） and cytochrome pathway （ρ′Vcyt/Vt） were opposite, and ρ′Vcyt/Vt was always further higher than ρValt/Vt during the entire measuration. All these results indicated that the development and operation of the alternative pathway played important roles in endodormancy induction, but the cytochrome pathway was the main pathway for mitochondrial electron transport in buds during endodormancy induction.     

甜菜氨同化途径的研究

不同供氮水平各生育时期甜菜叶片与根体氨同化酶谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性测定结果表明,甜菜体内存在GSGOGAT和GDH途径,但GS、GOGAT活性明显高于GDH,且两者变化趋势一致,说明GSGOGAT在甜菜体内氨同化中起重要作用,两者协同作用进行氨的同化。氨同化途径因供氮水平、生育时期及植株部位不同而异。高氮促进叶片GS、GOGAT活性提高,GDH活性降低,低氮GS,GOGAT活性较低,而刺激GDH活性。叶片氨同化酶活性高于根体,氨同化代谢旺盛。生育前期(137前)氨同化酶活性明显大于生育后期(258后),表明生育前期同化活跃,但GDH所起作用较小,而后期氮同化较弱,GDH发挥作用相对增大。     

选择性自噬的研究进展

自噬是真核细胞中高度保守的一种亚细胞降解途径。该途径中,一些损坏、标记的大分子物质(如蛋白质等)或细胞器被自噬体包裹后送入溶酶体(动物)或液泡(酵母和植物)中降解并重新利用。长期以来,人们认为自噬在降解大量的细胞质成分时是一种非选择性的过程。然而,最近几年的研究结果表明,无论是酵母还是高等的真核生物细胞中均存在许多类型的选择性自噬。该研究主要综述了近几年选择性自噬过程与分子机制的研究进展。     

乙烯的生物合成及信号转导研究进展

综述乙烯生物合成、关键酶和乙烯信号转导过程中膜上受体及膜内信号传递体的研究进展。     

中国特色的农村城镇化的途径

分析了农村城镇化的内涵，指出了我国在城镇化过程中存在着乡镇工业布局分散，城镇基础设施薄弱，环境污染严重等弊端并提出了合理发展小城镇，调整乡镇工业的空间布局和结构，制定科学、可行的城镇规划以及改革户籍管理制度等措施。