低温胁迫下北海道黄杨叶肉细胞Ca2+和Ca2+-ATPase的变化

 利用焦锑酸钙沉淀和硝酸铅沉淀的电镜细胞化学方法,以室温生长的北海道黄杨植株为对照,研究了人工4 ℃低温胁迫过程中北海道黄杨（Euonymus japonicus‘Cuzhi’）叶肉细胞Ca²⁺和Ca²⁺-ATPase的动态变化。在4 ℃低温胁迫的初期（3 ~ 12 h）,北海道黄杨叶肉细胞间隙和液泡内的Ca²⁺沉淀颗粒减少,而细胞质和细胞核内的Ca²⁺水平升高,但Ca²⁺-ATPase在细胞的分布几乎没有变化,主要分布在质膜和液泡膜上,有较高的活性;低温胁迫24 h,细胞质和细胞核内增加的Ca²⁺开始回到细胞间隙和液泡中,Ca²⁺-ATPase在质膜和液泡膜上活性增强;在低温胁迫48 ~ 96 h,细胞内的Ca²⁺又回到低温胁迫前的低水平,但Ca²⁺-ATPase在质膜和液泡膜上仍有很高的活性。叶肉细胞内Ca²⁺稳态平衡和Ca²⁺-ATPase的活性变化与植物的抗寒性存在一定的相关性。     

枇杷果实成熟过程中果肉细胞质体的发育与果肉颜色的变化

【目的】探索枇杷在果实成熟过程中其果肉细胞质体的发育与果肉颜色变化的关系。【方法】以不同颜色的枇杷品种‘黄金块’(橙红)、‘解放钟’(黄色)、‘白玉’(白色)不同发育阶段的果肉为试材,应用光学和电子显微镜观察果肉细胞质体的大小,颜色和超微结构。【结果】通过光学显微镜观察,在果实成熟过程中发现‘黄金块’、‘解放钟’果肉细胞中的质体由叶绿体转变为有色体,而‘白玉’的果肉中没有形成相应的有色体。此外,在对质体的超微结构进行观察时,发现在果实成熟过程中‘黄金块’、‘解放钟’果肉细胞质体中的质体小球逐渐发育,到成熟期有大量的质体小球出现;而‘白玉’果肉细胞质体在成熟过程中没有大量的质体小球出现。【结论】‘黄金块’、‘解放钟’、‘白玉’果肉的不同颜色可能与有色体的形成有关,而质体小球的发育影响有色体的的形成,最终表现为果肉颜色上的差异。     

不同浓度NO3- 胁迫下黄瓜幼苗根系分生区细胞内Ca2+分布变化的差异

 以‘新泰密刺’黄瓜为试材, 采用焦锑酸钙沉淀的电镜细胞化学方法, 研究不同浓度NO₃^- 胁迫下黄瓜幼苗根系分生区细胞内Ca²⁺的分布变化, 以期为探讨不同浓度NO₃^- 胁迫下细胞Ca²⁺行为特征与黄瓜对NO₃^- 适应性之间的关系。结果表明, 对照生长条件下(14 mmol·L^-1 NO₃^- ) , 黄瓜根系分生区细胞内Ca²⁺主要出现在细胞膜和小液泡内, 线粒体、细胞质和细胞核及核仁内也有少量的较小颗粒钙沉淀。而其它浓度NO₃^- 胁迫下, 其根系分生区细胞Ca²⁺定位分布变化明显。在56和140 mmol·L ^-1NO₃^- 浓度下, Ca²⁺有向细胞基质分布的趋势, 其细胞间隙、细胞质和线粒体中亦出现大量钙沉淀颗粒。且不同处理浓度下, 线粒体和小液泡数量及结构变化较大。而当NO₃^- 浓度达182 mmol·L ^-1时, 根系分生区各细胞器内钙沉淀颗粒明显减少, 此时Ca²⁺的变化是各细胞器及膜系统遭严重破坏的结果。综上可知, 黄瓜幼苗可通过根系分生区液泡内Ca²⁺向细胞基质分布变化, 来增加对高浓度NO₃^- 胁迫的抗性。     

低温胁迫下不同耐冷性番茄品种幼叶细胞Ca~(2 )分布变化的差异

采用焦锑酸钙沉淀的电镜细胞化学方法 ,研究了低温胁迫与冷锻炼下不同耐冷性番茄品种幼叶细胞Ca2 定位分布的变化。结果表明 :正常生长条件下 ,番茄幼叶细胞Ca2 主要存在于液泡和细胞间隙内 ,细胞质中含量很低 ,且耐冷性不同品种之间无明显差异。经5℃低温处理 2 4h后 ,耐冷品种细胞内Ca2 分布变化明显 ,胞内钙库 (即液泡 )释放Ca2 进入细胞基质 ,细胞间隙中仍有大量Ca2 存在 ;而冷敏感品种无明显变化。当处理 4 8h后 ,耐冷品种细胞Ca2 分布趋向于恢复到处理前的状态 ,而冷敏感品种则在细胞内形成较大的钙沉淀颗粒 ,多分布于叶绿体被膜与质膜内侧 ,细胞间隙内Ca2 颗粒也集中聚集成团。昼 15℃ /夜 8℃条件下的冷锻炼对不同耐冷性番茄幼叶细胞内Ca2 分布的影响也表现不同     

Ca2+和Cu2+对刺梨果实AsA代谢相关基因表达的影响

以‘贵农5号’刺梨（Rosa roxburghii Tratt）为材料,采用离体浸泡处理的方法研究了外源Ca²⁺和Cu²⁺两种金属离子对刺梨果实抗坏血酸（AsA）含量及其相关代谢基因表达的影响。结果表明：Ca²⁺对刺梨果实中AsA的积累有促进作用,而Cu²⁺则引起AsA含量明显降低。实时荧光定量PCR分析表明,添加Ca²⁺对L–半乳糖途径中的基因GalLDH和GPP以及再生途径中的基因DHAR和MDHAR的表达有显著的上调作用,说明Ca²⁺参与了刺梨果实AsA合成和代谢相关基因转录水平的调控;而外源Cu²⁺除对AsA合成途径的GalLDH和GGP两个基因表现出较小幅度的下调作用外,对分解代谢过程的基因并未有明显的上调效应,意味着Cu²⁺并不是主要在基因转录水平促进AsA的氧化。     

查耳酮异构酶在葡萄果实发育过程中的表达及亚细胞定位研究

以‘赤霞珠’葡萄果实为材料,利用制备好的葡萄查耳酮异构酶(CHI;EC 5.5.1.6)CHI多克隆抗体,采用RT-PCR、蛋白质印记杂交和胶体金免疫电镜技术对葡萄果实发育过程中CHI基因、蛋白表达及亚细胞定位进行了研究。结果表明:CHI基因和蛋白的表达随着果实发育有着明显的变化,在果实发育早期和转色期表达量较高,同果实中总类黄酮含量的积累变化一致;胶体金免疫定位显示在果实发育早期CHI主要分布于葡萄果皮细胞的细胞质中,在液泡及质体中也有少量分布;在转色期主要定位于细胞质、质体和细胞核中,其数量明显增多。在成熟果实中,主要存在于细胞质,少量存在于质体和液泡中。     

低温逆境下两个抗寒性不同的核桃幼叶Ca2+的亚细胞定位的变化

为揭示核桃的抗寒机理,研究了低温逆境下不同抗寒性核桃(Juglans regiaL.)品种展叶期叶片细胞中第二信使Ca2+的分布变化.试验材料为抗寒性较强的核桃品种‘哈特雷’和抗寒性较差的‘晋龙2号’展叶期1年生枝的顶端幼叶,将枝叶于1℃低温下分别水培处理3、12、24、48和72 h,以未经低温处理的叶片作为对照,采用电镜细胞化学方法,定位观察叶肉细胞中的Ca2+分布.结果表明,展叶期核桃幼叶细胞中Ca2+主要分布于液泡和细胞间隙中,线粒体、叶绿体和细胞核中也有较多Ca2+分布,基础细胞质中Ca2+含量较少.1℃低温可使细胞质和细胞核中的Ca2+浓度迅速升高,在低温处理24h时,抗寒性较强的‘哈特雷’细胞中游离Ca2+浓度开始下降,处理72 h时基本恢复到静息态水平,细胞超微结构变化不大,叶片无明显冷害症状;而抗寒性较差的‘晋龙2号’叶片的细胞质、线粒体及细胞核中Ca2+浓度始终处于较高水平,到处理72 h时细胞超微结构冷害明显,部分幼叶叶缘呈水浸状.可见,低温逆境下抗寒性较强的品种叶肉细胞质中出现短时间的Ca2+高峰,随后能恢复到静息态水平;而抗寒性差的品种难以恢复,不能完成第二信使的信号传导过程,最终导致细胞和组织冷害.因此,低温逆境下能否恢复第二信使Ca2+的稳定平衡与核桃的抗寒性密切相关.此外,低温处理12 h后核桃幼叶的叶绿体被膜上普遍出现Ca2+沉淀,推测此时叶绿体可能起着临时贮存Ca2+的作用,以促进细胞质中Ca2+浓度回落到静息态水平;线粒体可能也具有此作用.     

热胁迫对辣椒花柱细胞中Ca2+ 分布的影响

 用焦锑酸钾沉淀法研究了热胁迫对辣椒开花前后柱头和花柱细胞中Ca²⁺分布的影响。结果表明: 常温下Ca²⁺ 分布在柱头细胞表面、花柱引导组织细胞间隙等质外体系统中, 且在花粉管上呈先增加后减少的规律性变化; 热胁迫后, 除细胞间隙等质外体系统外, 细胞质和细胞核中也出现Ca²⁺, 花柱引导组织中通过的花粉管发生扭曲、变形, 这可能与Ca²⁺ 的异常分布有关。     

钙及其拮抗剂对苹果果肉质膜透性的调节作用

采用培养果肉圆片的方法,研究了Ca2+及其拮抗剂对苹果果肉质膜透性的调节作用。结果表明,CaCl2(1、10mmol/L)降低果肉膜透性和溶质外渗速率(Js);细胞膜Ca2+通道阻塞剂Verapamil(100μmol/L)的影响不显著;细胞外Ca2+螯合剂EGTA(5mmol/L)、CaM的拮抗剂CPZ、TFP(100μmol/L)明显提高果肉膜透性和细胞溶质外渗速率。培养24h时,CaCl2能明显维持较高的SOD活性和ACC向乙烯的转化能力,EGTA、Verapamail、CPZ和TFP的作用相反。这些说明Ca2+对果肉细胞膜具有保护作用,而减少细胞外Ca2+和抑制细胞内Ca2+-CaM功能对果肉细胞膜具有伤害作用。     

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。     

不同采收成熟度油桃贮藏效果及果肉细胞超微结构观察

以秦光2号油桃果实为材料,在0℃贮藏条件下研究了5个采收成熟度果实的贮藏效果及果肉细胞超微结构的变化。结果表明,(1)处理Ⅳ成熟度果实贮藏40d后能保持相对较高的硬度和可溶性固形物,货架期品质好,好果率高,贮藏效果好,为最佳采收成熟度。(2)采收当天的处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ成熟度的果实,果肉细胞的超微结构无明显差异;处理Ⅳ成熟度果实,叶绿体开始变形,细胞外壁开始有少许微纤丝松懈;处理Ⅴ成熟度果实,细胞壁中胶层开始溶解,电子密度降低,出现质壁分离和液泡破损现象。(3)贮藏50d后,不同成熟度的果实,果肉细胞的超微结构都发生明显变化,显示出果肉细胞间隙增大,细胞内含物减少,出现细胞空腔化;细胞壁中胶层降解,细胞壁弯曲或皱缩,质壁分离严重;细胞器变形或降解等现象。     

梨果实发育中果肉及种子钙和果胶含量的变化

 ：以果实耐贮性和质地有明显差异的‘黄花’和‘湘南’梨品种为试材，研究了果实发育过程中果肉与种子中Ca2 、总钙含量和果肉果胶含量的动态及其相互关系。结果表明：1)两品种果肉细胞中总钙和Ca2 含量在幼果发育前期较高，以后呈下降趋势，采收时黄花梨果肉中的总钙含量明显高于湘南梨；2)种子中总钙含量远高于果肉，随果实发育而逐渐上升，且黄花梨在7月中旬果实膨大期后上升加快直至采收，而湘南梨则在7月中旬后停止上升；种子中的Ca2 含量在后期均有一个迅速上升峰；3)原果胶含量在果实发育前期上升，中后期下降，后期黄花梨远低于湘南梨；而水溶性果胶呈逐渐上升的趋势，两品种较为接近。     

黄冠梨采后1-MCP和CaCl2处理对品质和果皮褐斑发生的影响

 对采后黄冠梨进行1 000 nL · L^-1 1-MCP 熏蒸（1-MCP）、4% CaCl₂（Ca）浸泡和二者结合（1-MCP +Ca）处理,结果表明,与对照（未进行1-MCP、Ca 处理）相比,Ca、1-MCP 和1-MCP + Ca 各处理保持了冷藏期间黄冠梨果实较高的硬度、可滴定酸和叶绿素含量,降低了果皮褐斑指数,但对可溶性固形物和维生素C 含量影响较小,并不同程度降低了果实的乙烯释放速率峰值,还显著降低了果皮可溶性酚含量和多酚氧化酶（PPO）活性,抑制果皮细胞膜透性和H₂O₂ 含量的升高,但对呼吸速率的影响较小。Ca、1-MCP + Ca 处理显著提高了果皮和果肉中钙含量。综合看来,以1-MCP + Ca 处理对维持冷藏期间果实品质的效果最好。1-MCP 和Ca（主要是Ca）抑制果皮酚类物质生成和维持细胞膜结构的完整性是其明显减少黄冠梨果皮褐斑的重要原因。     

采后浸钙对雪花梨果肉褐变的影响

雪花梨果实采后常压浸泡６％ＣａＣｌ２１５分钟或减压浸泡４％ＣａＣｌ２２分钟能保持果肉较高水平的酚类物质（酚类物质与果肉钙含量呈显著正相关，ｒ＝０．８６３７），抑制ＦＰＰＯ（游离态多酚氧化酶）活性，维持细胞膜结构的完整性（果肉相对电导率与果肉钙含量呈显著负相关，ｒ＝－０．８７７５）。雪花梨果肉褐变与果肉钙含量及氮钙比有关，含钙量愈低或氮钙比愈高，果肉愈易褐变。重病果与健康果相比，其果肉钙含量低４４．６％，氮钙比高７５．３％。     

矿质元素含量与苹果风味品质及耐贮性的关系

对22个苹果品种果实矿质元素含量分析表明,钙、钾含量高,锰、铜含量低的品种果实肉质好,耐贮藏,具有良好的风味品质.钙、钾具有提高果实硬脆度、降低果实贮期的软化和失重、维持良好肉质和风味的作用.钙、钾含量高的品种果实硬脆度高,比重大,果肉致密,细胞间隙率低,贮期软化进度慢,肉质好,耐贮藏.锰、铜含量低的品种果实硬脆度高,含量高的品种果实韧性较强.锌含量对果实的风味、肉质和耐贮性影响较小,优质品种含锌量相对较低.     

采前钙处理对‘菊黄’桃果实品质和耐贮性的影响

通过对加工桃果实采前30d喷钙处理，研究不同浓度钙处理对贮藏期间加工桃果实生理和品质变化的影响。结果表明，采前喷施不同浓度的钙处理均能够抑制细胞膜透性的增大，降低呼吸强度和乙烯释放量，抑制多酚氧化酶（PPO）的活性，保持果实硬度和品质。其中，采前喷施1．0％和1．5％钙处理能够明显地提高加工桃果实的硬度，对延缓加工桃贮藏期间果实后熟、减轻果肉褐变和保持果实品质的效果最好。     

秋锦苹果苦痘病与果实矿质元素含量和品质相关性的研究

以套袋秋锦苹果为试材,测定了苦痘病果与健果不同部位矿质含量及可溶性固形物的含量。结果表明:矿质元素含量果皮果肉,苦痘病果实的Ca含量低于健果,果皮中尤为明显;苦痘病果N、P、K、B含量及N/Ca、K/Ca、B/Ca、P/Ca均高于健果,N/K、N/P和K/P差异不明显;果皮不着色面Ca含量均低于着色面,而N含量均高于着色面。苦痘病果可溶性固形物含量显著高于健果。果皮各矿质元素之间以及各矿质元素与SSC间存在较密切的相关性。     

遮光性套袋对黄肉桃类胡萝卜素合成及相关基因表达的影响

以‘金童6号’和‘金童8号’黄肉桃为试材,于花后60 d时套袋对果实进行遮光处理,研究遮光对果实叶绿素和类胡萝卜素积累的影响,以及类胡萝卜素合成关键基因的表达差异。结果表明：伴随果实成熟,叶绿素含量逐渐降低,且3个采样时期套袋果实中的叶绿素含量均显著低于不套袋的对照;类胡萝卜素含量逐渐升高,但未成熟期套袋果实低于对照,成熟期则显著高于对照。利用高效液相色谱（HPLC）对果肉类胡萝卜素组分的分析表明：在黄肉桃果实未成熟期,类胡萝卜素以叶黄素和β–胡萝卜素积累为主,表现出叶绿体合成途径特征;进入成熟期,有色体类胡萝卜素合成途径占据优势,形成更为稳定的酯化类隐黄质和紫黄质,并且套袋果实中酯化类胡萝卜素的积累水平明显高于对照果实。此外,分子证据表明伴随果实成熟,类胡萝卜素合成关键基因HDR（羟甲基丁烯基–4–二磷酸还原酶）、PSY1（八氢番茄红素合成酶1）、PSY2（八氢番茄红素合成酶2）、PDS（八氢番茄红素脱氢酶）和HYB（β–胡萝卜素羟化酶基因）在套袋和不套袋果实中均呈现上调表达趋势。值得注意的是,DXS（1–脱氧– D–木酮糖–5–磷酸合成酶基因）、PSY2和PDS基因在成熟期套袋果实中的表达水平低于对照,而HYB基因的表达水平显著高于对照。