深淹胁迫对三峡库区狗牙根谷胱甘肽代谢途径的影响

以三峡库区自然消落带野生狗牙根为研究对象,进行自然条件下不同水位深度(0、5、10、15、20、25、30 m)的深淹胁迫以及胁迫后恢复试验,对谷胱甘肽合成、循环代谢关键酶及物质含量进行分析。结果表明,深淹胁迫后,狗牙根可以通过增强谷胱甘肽合成及循环代谢关键酶:谷胱甘肽还原酶和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的活性,维持植物体内谷胱甘肽水平及氧化还原状态,从而抵御深淹造成的氧化伤害。深淹恢复生长30 d后,狗牙根谷胱甘肽、总谷胱甘肽含量、谷胱甘肽还原酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶活性恢复至未淹对照水平。从植物对深淹胁迫的生理响应上,表明狗牙根作为禾本科植物在遗传上具有一定的耐淹能力,可以作为三峡水库消落带植被恢复的物种。     

硒缓解植物重金属胁迫和累积的机制

硒(Se)在提高植物抗逆性、缓解重金属胁迫以及降低植物对重金属吸收方面有着重要的作用。本文综述了Se参与缓解植物重金属胁迫和累积的机制,Se能够缓解重金属的胁迫,主要是因为在植物体内由Se转化而来的相关产物的生理生化作用产生的综合效果。Se是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的必需组分,GSH-Px利用谷胱甘肽(GSH)将有毒的过氧化物还原成无毒的物质,清除由重金属引起的自由基。Se可以激活植物螯合肽(PC)合成酶及增加PC合成的前体,使植物产生更多的PC,形成更多的重金属-PC配合物。Se还可以与重金属形成大分子的复合物,降低重金属的毒害。Se能够与多种重金属元素产生拮抗效应,降低植物对重金属的吸收。     

细胞分裂素研究进展及其在作物生产中的应用

细胞分裂素是植物的生长调节因子,参与植物生长发育的各个过程,对植物的形态建成和农作物产量有着重要作用。随着对细胞分裂素合成、运输、降解、信号转导等过程研究的逐渐深入,其在农业生产中应用的研究也变得尤为重要。本文综述了细胞分裂素的代谢和运输过程,总结了其在作物生产过程中的作用,并对未来研究方向提出了展望,旨在为作物育种和激素的充分利用提供参考。     

植物内源激素研究进展

近年来,随着植物内源激素合成代谢与信号途径突变体的分离鉴定及其应用的发展,人们对植物激素的合成、运输、信号转导和降解及其在植物生长中的作用开始有了比较深入的了解。综述了植物激素调控领域在这些方面取得的最新研究进展。     

植物蜡质研究进展

植物蜡质是覆盖在植物器官表面,呈灰白色霜状的物质。蜡质的组成、结构及功能的研究越来越受到人们的关注,且研究发现蜡质含量对植物抗旱性具有一定的影响。文中主要介绍了蜡质组成、结构及功能;蜡质与植物抗旱性的关系;蜡质合成、运输及合成调控相关基因的研究进展。     

谷氨酰胺合成酶及其在植物基因工程中应用研究进展

植物谷氨酰胺合成酶不仅是植物氨同化的关键酶,也是影响植物抗逆性及作物产量的重要因素之一.文章对植物谷氨酰胺合成酶的种类、结构、基因、基因表达及其在植物基因工程中的应用进行综述,认为植物对不同氮源吸收及运输的机制、谷氨酰胺合成酶等关键酶不同异构体在植物生长繁育涉及的生理反应中的作用及其调节机制、谷氨酰胺合成酶在利用雄性不育进行杂交育种中可能的应用等仍待进一步研究.     

Advances in application of glutamine synthetase in plant genetic engineering

植物谷氨酰胺合成酶不仅是植物氨同化的关键酶,也是影响植物抗逆性及作物产量的重要因素之一.文章对植物谷氨酰胺合成酶的种类、结构、基因、基因表达及其在植物基因工程中的应用进行综述,认为植物对不同氮源吸收及运输的机制、谷氨酰胺合成酶等关键酶不同异构体在植物生长繁育涉及的生理反应中的作用及其调节机制、谷氨酰胺合成酶在利用雄性不育进行杂交育种中可能的应用等仍待进一步研究.     

用~(14)C研究杨树苗期光合产物的运输和分配

<正> 植物积累的干物质约有95％都是来自光合作用。叶片是植物光合作用的主要器官,叶片合成的有机物质除用于自身的建设外,大部分有机物质要通过茎的联系向根及其它活性部位运输,这是植物生长发育的物质基础。研究有机物质在韧皮部的畅通情况,物质运输类型,物质运输和分配的规律以及影响其运输和分配的因子,对进一步控制植物有机物质定向分配     

植物脂肪酸合成及其在基础抗性和生物固氮中的作用研究进展

综述了植物脂肪酸合成、酰基载体蛋白在脂肪酸合成中的作用、脂肪酸在基础抗性和生物固氮中的作用,旨在为植物遗传育种及脂肪酸合成及功能相关分子机制研究提供参考。     

影响豌豆茎尖可扩散型生长素含量测定的两个因素(简报)

生长素(IAA)是植物体中普遍存在的一种植物激素。为研究 IAA 对植物体中不同生理生化过程的调节与控制,往往需要测定植物体中的可扩散型 IAA 含量。IAA 的合成主要在分生组织和植物的幼嫩部分进行,如茎尖、芽、幼叶和种子等。但它可以从其合成部位通过极性运输向作用部位移动。人们正是利用了它的这一特性来收集并测定植物不同器官中的可     

寄主植物对棉铃虫体内解毒酶活性的影响

通过离体酶活性测定 ,研究取食小麦、豌豆等寄主植物和人工饲料对棉铃虫羧酸酯酶、谷胱甘肽 S-转移酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响。结果表明取食不同寄主植物的棉铃虫体内羧酸酯酶活性不仅存在量的差异 ,而且存在质的差异 ,寄主植物对棉铃虫谷胱甘肽 S-转移酶、乙酰胆碱酯酶活性有显著影响     

Grafting Enhances Copper Tolerance of Cucumber Through Regulating Nutrient Uptake and Antioxidative System

An experiment was carried out to determine plant growth, mineral uptake, lipid peroxidation, antioxidative enzymes, and antioxidant of cucumber plants （Cucumis sativus L. cv. Xintaimici） under copper stress, either ungrafted or grafted onto the rootstock （Cucurbitaficifolia）. Excess Cu inhibited growth, photosynthesis, and pigment synthesis of grafted and ungrafted cucumber seedlings and significantly increased accumulation of Cu in roots besides reducing mineral uptake. Cu concentration in roots of grafted cucumber plants was significantly higher than that of ungrafted plants and obviously lower in leaves. The accumulation of reactive oxygen species （ROS） significantly increased in cucumber leaves under Cu stress and resulted in lipid peroxidation, and the levels of ROS and lipid peroxidation were greatly decreased by grafting. Activities of protective enzymes （superoxide dismutase, SOD; peroxidase, POD; catalase, CAT; ascorbate peroxidase, APX; dehydroascorbate reductase, DHAR; glutathione reductase, GR） and the contents of ascorbate and glutathione in leaves of grafted plants were significantly higher than those of ungrafted plants under Cu stress. Better performance of grafted cucumber plants were attributed to the higher ability of Cu accumulation in their roots, better nutrient status, and the effective scavenging system of ROS.     

植物硒转运蛋白的研究进展

硒是哺乳动物、细菌等许多生物的必需微量元素,也是植物生长发育的有益元素。植物主要吸收土壤中的硒酸盐和亚硒酸盐,经进一步代谢成为人类所需硒的直接或间接来源。研究表明,植物主要利用硫酸盐转运蛋白吸收硒酸盐,而吸收亚硒酸盐的方式还不太清楚。最近的研究结果发现,水孔蛋白及阴离子通道蛋白等参与亚硒酸盐的吸收,且受到多种因素调控,如呼吸抑制剂、代谢抑制剂、pH值、硝酸盐、磷酸盐及谷胱甘肽等。对近几年植物硒转运蛋白的研究结果进行了总结,并对未来的研究方向进行了展望。     

镉胁迫下两种水稻GSH和GST应答差异的研究

还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽转硫酶(GST)是水稻解毒系统中的重要组成部分.采用水培法研究了耐性不同的两种水稻(特优559和K优818)在不同程度镉(Cd)胁迫下GSH和GST的变化情况.结果表明,Cd处理导致两种水稻生物昔减少、Cd吸收积累增加,水稻根部Cd含量和积累量均高于地上部,但Cd从水稻根部向地上部的转运存在明显的种间差异,耐性较弱的特优559的Cd转移率(S/R)随处理Cd浓度提高而上升,而耐性较强的K优818则恰好相反,将Cd更多地钝化在根部.两种水稻GSH和GST的变化趋势也有所不同,Cd胁迫使特优559的GSH含量和GST活性显著增加,而K优818的GSH在低浓度Cd处理时出现了小幅下降,但其GST活性变化与特优559相似,根部增幅更为显著.以上结果说明,水稻GSH和GST在Cd解毒和钝化过程中发挥了重要的作用,而且其应答机制存在着一定的基因型差异,这可能与两品种GST同功酶的组成、表达和功能不同有关.     

基于GC-MS分析两地白色藜麦种子的代谢差异

为了探究四川盐源县和青海都兰县白色藜麦种子的代谢物质差异,对其进行非靶向代谢组学的分析。利用GC-MS技术以及多元统计分析对两地的白色藜麦种子进行比较,发现两地的藜麦种子代谢物质有差异,共检测到29个显著差异物质,主要包括15个氨基酸、6个有机酸和一些糖醇、胺类、多酚、生物碱。其中有22个代谢物质表达上调,7个表达下调,在上调表达代谢物中有12个氨基酸(甘氨酸、L-缬氨酸、谷胱甘肽、GABA等)和5个有机酸(乳清酸、肉桂酸、2-氧戊二酸等)。通过MetaboAnalyst进行通路分析,发现有24条代谢通路与上调表达代谢物相关,其中有7条通路影响较显著,分别为谷胱甘肽代谢,氮代谢,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,氨酰基-tRNA生物合成,苯基丙氨酸代谢,硫代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢。谷胱甘肽代谢途径的影响最为显著,而此途径与植物的抗逆性密切相关,其中检测到的代谢物主要有甘氨酸和谷胱甘肽在四川盐源的藜麦中有更高的表达水平,表明四川盐源的白色藜麦较青海都兰的白色藜麦有更强的抗氧化能力,使得植物有较好的抗逆性能在逆境中生存,这为指导两地白色藜麦的栽培育种和抗逆性机理的研究提供了理论依据。     

冻害胁迫下小麦叶片内一些抗冻基因转录水平研究

研究了大田条件下,4个小麦品种幼穗发育不同阶段植株的冻害情况,并比较叶片内谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、超氧物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等基因的转录水平。结果表明,幼穗发育进程慢的小麦植株受冻害较轻,其叶片内的APX和SOD基因的转录水平较高,与植株的抗冻性表现相一致,表明它们可作为评价小麦抗冻性的鉴定指标;冻害胁迫下,CAT和GR基因的转录水平与小麦植株抗冻性表现不相一致,表明这2个基因可能不适宜作为小麦抗冻性的鉴定指标。     

秋茄硫氧还蛋白调控活性氧平衡增强烟草耐盐机制研究

硫氧还蛋白(Trxs)能调控细胞的氧化还原状态,在木本植物中Trxs与耐盐性的关系尚未研究。本文克隆了非泌盐红树秋茄的硫氧还蛋白基因KcTrxf,并研究KcTrxf在植物耐盐性中的作用。qRT-PCR结果显示,秋茄在盐胁迫下KcTrxf表达量上调,并且叶片中的非蛋白巯基(NPTs)的含量上升。KcTrxf基因的开放阅读框(ORF)长585 bp,编码194个氨基酸,是一类定位于叶绿体中的f类硫氧还蛋白。将重组的35S:KcTrxf表达载体转入模式植物烟草中进行耐盐性分析,结果表明,KcTrxf提高了烟草的耐盐性。 NaCl处理下,野生型烟草叶片中膜质氧化,并且积累大量活性氧,使叶绿素含量以及叶绿素a/b比值明显下降。转基因烟草一方面通过提高过氧化氢酶(CAT)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性来清除H2O2,另一方面通过调节抗坏血酸-谷胱甘肽循环中(AsA-GSH cycle)的关键酶单脱氧抗坏血酸还原酶(MDAR)以及谷胱甘肽还原酶(GR)的活性来增加还原型谷胱甘肽水平,同时,还增加了叶片中非蛋白巯基的含量,进而清除活性氧,减少盐害引起氧化胁迫。因此,盐胁迫下转基因烟草中的叶绿素含量以及叶绿素a/b维持较高水平,从而维持较高的光合速率和生长状态。      

Coordinate induction of antioxidant defense and glyoxalase system by exogenous proline and glycinebetaine is correlated with salt tolerance in mung bean

The purpose of this study was to assess the synergistic effects of exogenously applied proline and glycinebetaine (betaine) in antioxidant defense and methylglyoxal (MG) detoxification system in mung bean seedlings subjected to salt stress (200 mmol·L⁻¹ NaCl, 48 h). Seven-day-old mung bean seedlings were exposed to salt stress after pre-treatment with proline or betaine. Salt stress caused a sharp increase in reduced glutathione (GSH) and oxidized glutathione (GSSG) content in leaves, while the GSH/GSSG ratio and ascorbate (AsA) content decreased significantly. The glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GPX), glutathione S-transferase (GST) and glyoxalase II (Gly II) activities were increased in response to salt stress, while the monodehydroascorbate reductase (MDHAR), dehydroascorbate reductase (DHAR), catalase (CAT) and glyoxalase I (Gly I) activities sharply decreased with an associated increase in hydrogen peroxide (H₂O₂) and lipid peroxidation level (MDA). Proline or betaine pre-treatment had little influence on nonenzymatic and enzymatic components as compared to those of the untreated control. However, proline or betaine pre-treated salt-stressed seedlings showed an increase in AsA, GSH content, GSH/GSSG ratio and maintained higher activities of APX, DHAR, GR, GST, GPX, CAT, Gly I and Gly II involved in ROS and MG detoxification system as compared to those of the untreated control and mostly also salt-stressed plants with a simultaneous decrease in GSSG content, H₂O₂ and MDA level. These results together with our previous results suggest that coordinate induction of antioxidant defense and glyoxalase system by proline and betaine rendered the plants tolerant to salinity-induced oxidative stress in a synergistic fashion.     

NaCl胁迫对嫁接西瓜抗氧化酶及叶绿素荧光参数的影响

为研究盐胁迫下嫁接西瓜的耐盐机制,以耐盐性较强的葫芦品种超丰抗生王为砧木,耐盐性较弱的西瓜品种秀丽为接穗,采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对西瓜自根苗和嫁接苗谷胱甘肽抗氧化酶系统、SOD同工酶、POD同工酶及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:NaCl胁迫下嫁接苗、自根苗叶片中超氧阴离子和H2O2含量明显增加;嫁接苗叶片和根系中SOD、POD同工酶变化明显不同,不同同工酶活性差异明显。此外,NaCl胁迫下嫁接苗叶片非酶系统抗氧化酶[抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)]活性均显著高于自根苗;嫁接苗叶片中叶绿素荧光参数qP和Fv/Fm降低的幅度小于自根苗。上述结果表明,NaCl胁迫下嫁接苗通过维持较高的抗氧化酶活性以提高活性氧的清除能力,并保持较高的光合效率,从而增强西瓜幼苗对盐胁迫的耐性。     

Ameliorative Effects of Brassinosteroid on Excess Manganese-Induced Oxidative Stress in Zea mays L. Leaves

Manganese （Mn） is becoming an important factor limiting crop growth and yields especially on acid soils. The present study was designed to explore the hypothesis that brassinosteroid application can enhance the tolerance of maize （Zea mays L.） to Mn stress and if so, whether or not the mechanism underlying involves regulation of antioxidative metabolism in leaves. The effects of 24-epibrassinosteroid （EBR） on the growth, photosynthesis, water status, lipid peroxidation, accumulation of reactive oxygen species, and activities or contents of antioxidant defense system in maize plants under Mn stress were investigated by a pot experiment. At supplemented Mn concentrations of 150-750 mg kg^-1 soil, the growth of plants was inhibited in a concentration-dependent manner. The semi-lethal concentration was 550 mg Mn kgq soil. Foliage application with 0.1 mg L^-1 EBR significantly reduced the decrease in dry mass, chlorophyll content, photosynthetic rate, leaf water content, and water potential of plants grown in the soil spiked with 550 mg kg^-1 Mn. The oxidative stress caused by excess Mn, as reflected by the increase in malondialdehyde （MDA） content and lipoxygenase （LOX, EC 1.13.11.12） activity, accumulation of superoxide radical and H2O2, was greatly decreased by EBR treatment. Further investigations revealed that EBR application enhanced the activities of superoxide dismutase （SOD, EC 1.15.1.1）, peroxidase （POD, EC 1.11.1.7）, catalase （EC 1.11.1.6）, ascorbate peroxidase （APX, EC 1.11. 1.11）, dehydroascorbate reductase （DHAR, EC 1.8.5.1）, and glutathione reductase （GR, EC 1.6.4.2）, and the contents of reduced ascorbate and glutathione, compared with the plants without EBR treatment. It is concluded that the ameliorative effects of EBR on Mn toxicity are due to the upregulation of antioxidative capacity in maize under Mn stress.