铅胁迫下干旱对国槐和紫穗槐幼苗抗氧化酶活性的影响

为了阐明铅胁迫下国槐和紫穗槐对干旱的生理响应机制,进而对比两者在铅胁迫下的抗旱性,为西北矿区耐铅型抗旱植物鉴选提供依据。通过盆栽试验,以1年生的国槐和紫穗槐幼苗为材料,以土壤相对含水量(SRW)100.00%的无铅处理为对照,其余处理外源铅浓度统一设为2 000 mg·kg~(-1),测定不同水分胁迫强度(土壤相对含水量87.84%,70.00%,52.16%,40.00%)国槐和紫穗槐幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果表明:单一铅胁迫(2 000 mg·kg~(-1))下国槐和紫穗槐抗氧化酶活性高于对照;铅和干旱复合胁迫下,SRW 87.84%、SRW 70.00%、SRW 52.16%的处理,随着干旱胁迫强度的升高,国槐幼苗叶片SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低趋势且高于对照,紫穗槐SOD和POD活性呈先升高后降低趋势且高于对照,而CAT活性呈先降低后升高趋势;SRW为40%的处理下,国槐的SOD和CAT活性显著低于对照,POD活性略高于对照;紫穗槐SOD、POD和CAT活性均高于对照。铅胁迫(2 000 mg·kg~(-1))对国槐和紫穗槐的抗氧化酶有激活作用;铅胁迫下,紫穗槐对干旱的抗性强于国槐。     

铅胁迫对刺槐和紫穗槐抗氧化酶活性的影响

通过盆栽实验研究了重金属铅(Pb)胁迫对1年生刺槐、紫穗槐叶片抗氧化酶活性(SOD、POD)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:刺槐和紫穗槐叶片SOD活性随铅胁迫的增加呈先上升后下降趋势;当铅浓度大于2.5g/kg时,紫穗槐叶片SOD活性显著高于刺槐叶片;紫穗槐POD活性在铅浓度为3.5mg/kg时达到最高,之后下降,紫穗槐叶片POD活性明显高于刺槐叶片。紫穗槐和刺槐叶片MDA含量变化趋势相同,刺槐叶片MDA含量均高于紫穗槐叶片。综合分析,紫穗槐的抗性优于刺槐。     

水稻MKK10-2激酶可诱导烟草细胞死亡和活性氧产生

MAP kinase级联信号在植物生长发育、抗病和抗逆等进程中发挥重要作用。水稻OsMKK10-2基因受脱落酸、干旱、盐和冷胁迫诱导表达。酵母双杂和pull down实验表明OsMKK10-2能与下游激酶OsMPK1、OsMPK5和OsMPK6相互作用,且OsMKK10-2N端MPK停泊位点决定了其与下游MPKs间的互作。OsMKK10-2:GFP融合蛋白定位在烟草细胞质和细胞核。不过,较长时间表达OsMKK10-2可以导致烟草细胞死亡和ROS产生,且依赖于其N端的MPK停泊位点。研究结果为进一步揭示OsMKK10-2的生物学功能奠定了基础。     

水分和铅交互胁迫对侧柏幼苗抗氧化酶活性的影响

通过盆栽实验研究一年生侧柏(Platycladus orientalis)在不同水分处理(土壤相对含水率为40%、60%、80%、100%)及重金属铅五个胁迫水平(0、300、500、1000、2000mg·kg-1)交互作用下抗氧化酶活性(POD、SOD)和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:在水分和铅的交互胁迫下,侧柏幼苗叶片POD、SOD活性均表现为先升后降的趋势,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片POD、SOD活性均在铅含量为500mg·kg-1时达到最大值,在铅含量<500mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片POD、SOD活性都随着铅胁迫的增大逐渐上升,在铅含量>500mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片POD、SOD活性都随着铅胁迫的增大逐渐下降。在水分和铅的交互胁迫下,侧柏幼苗叶片MDA含量逐渐升高,在铅含量<1000mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片MDA含量变化不明显,在铅含量>1000mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片MDA含量逐渐上升。适当的交互胁迫(铅含量500mg·kg-1,60%水分处理)有利于提高侧柏的抗逆性。     

Met基因在黏虫生殖中的功能分析

保幼激素(juvenile hormone, JH)是由咽侧体分泌的倍半萜类化合物,可以调控昆虫的很多生理过程,如发育、变态、生殖等。作为bHLH-PAS(helix-loop-helix-Per-ARNT-Sim)转录因子家族成员之一的methoprene-tolerant (Met)是JH的受体,在JH的信号传导过程中有非常重要的作用。本研究通过实时荧光定量PCR结合RNAi技术测定了沉默Met基因后黏虫Mythimna separata的Vg基因表达、卵巢发育和生殖行为,旨在探究Met基因在黏虫生殖过程中的功能。结果表明当Met基因沉默后,与卵巢发育密切相关的卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)基因表达量下调了50%,从而显著抑制了卵巢发育,并导致产卵显著延迟、产卵历期显著缩短,产卵量显著下降。结果表明Met基因是黏虫生殖发育过程中的关键受体基因,它通过调节后续Vg的表达和沉积,来达到控制卵巢发育,从而调控生殖作用。     

干旱胁迫下蚕豆叶片抗氧化酶活性的变化

抗氧化防御系统在植物抗旱中发挥着极大的作用.本试验采用PEG胁迫和叶片35℃烘干处理的方法,研究了模拟干旱胁迫条件下蚕豆叶片SOD、POD、CAT活性变化.结果表明,三种抗氧化酶随胁迫时间的延长活性升高;随胁迫程度增加SOD活性活性降低,POD和CAT活性变化规律性不明显.总体而言,SOD活性对胁迫的耐受性更强.     

马铃薯StTCP7基因在干旱和盐胁迫下的表达分析

为了探究马铃薯（Solanum tuberosum L.）TCP7基因在干旱和盐胁迫下的表达模式,以耐旱品种‘Desiree’和干旱敏感品种‘Atlantic’为材料,通过自然干旱和200 mmol·L^-1 NaCl溶液对盆栽苗进行胁迫处理。采用PCR法克隆得到StTCP7基因,CDS区长741 bp,启动子区含有响应干旱诱导的作用元件,蛋白序列与窄刀薯TCP7相似度最高,同源性为98.2%,共编码1个含246个氨基酸的蛋白质;该蛋白含有1个TCP保守结构域,属于碱性蛋白,定位于细胞核上。利用qRT-PCR方法,对干旱和盐胁迫下StTCP7基因在‘Desiree’和‘Atlantic’中的表达量进行分析发现,StTCP7基因表达存在器官差异和品种间差异,在‘Desiree’中的表达量表现为根（1.02）>茎（0.33）>叶（0.29）,在‘Atlantic’中的表达量为叶（4.62）>茎（3.72）>根（1.00）。干旱胁迫下,StTCP7基因在‘Desiree’根和叶中的表达量随干旱胁迫程度的增加呈先上升后下降趋势,W3（土壤含水量为35%~45%）时达到峰值,其表达量分别为对照组的1.27倍和1.87倍;该基因在‘Atlantic’根部的表达量呈先上升后下降的趋势,W3（35%~45%）时达到峰值,其表达量为对照组的1.39倍,叶中表达量呈持续上升趋势,W4（15%~25%）时达到峰值,其表达量为对照组的2.52倍。盐处理下,随胁迫时间的增加,StTCP7基因在‘Desiree’根部的表达量呈先上升后下降的趋势,处理6 h时达到最高,为对照组的2.16倍;叶中表达量呈先上升后下降的趋势,处理3 h时达到最高,为对照组的4.54倍;该基因在‘Atlantic’根部的表达量呈现先上升后下降的趋势,胁迫3 h时达到最高,为对照组的2.12倍,叶中表达量呈上升趋势,在48 h时达到峰值,其表达量为对照组的4.04倍。综上所述,马铃薯StTCP7基因响应干旱与盐胁迫,且在根和叶不同器官中的表达存在差异,可为StTCP7基因在马铃薯非生物逆境响应中的功能研究提供基础。     

盐胁迫下交替呼吸对二斑叶螨侵染叶片及其间接防御的影响

为探索在遭受盐胁迫时二斑叶螨Tetranychus urticae Koch侵染叶片的交替呼吸途径的生理学功能,在实验室条件下研究了NaCl以及水杨基氧肟酸对二斑叶螨侵染叶片的间接防御反应,以及对过氧化氢含量和细胞死亡水平的影响。200 mmol/L NaCl胁迫没有明显影响二斑叶螨侵染叶片对智利小植绥螨Phytoseiulus persimilis的吸引作用,也没有提高二斑叶螨侵染叶片中过氧化氢含量和细胞死亡的水平,但显著提高了侵染叶片中交替呼吸途径的水平。200 mmol/L NaCl和1mmol/L水杨基氧肟酸的复合处理则显著降低了二斑叶螨侵染叶片对捕食螨的吸引作用,并提高了过氧化氢含量和细胞死亡的水平。研究表明,当二斑叶螨侵染叶片遭受盐胁迫时,交替呼吸途径不仅有助于维持植物的间接防御反应,而且缓解了植物体内的氧化压力和细胞死亡。     

LmNotch基因在飞蝗翅发育中的功能分析

Notch是Notch信号通路中的受体蛋白,与配体结合后调控下游靶标基因的表达,在无脊椎动物和脊椎动物的发育和分化过程中发挥着重要的作用。本文以飞蝗为研究对象,利用转录组数据库搜索获得Notch信号通路受体基因LmNotch,并利用qRT-PCR对5龄飞蝗不同组织及不同发育时期翅芽组织中的LmNotch表达特性进行了分析。通过RNA干扰试验对其生物学功能进行分析,发现注射dsLmNotch的飞蝗有70%无法完成蜕皮过程,10%的飞蝗在蜕皮后出现翅紊乱表型。飞蝗翅芽石蜡切片的H&E染色结果表明,处理组翅上下两层表皮之间腔空间增大,新表皮无法完整形成。qRT-PCR检测其他翅发育相关基因表达发现,LmNotch表达量的下降影响翅发育相关基因Dpp、Omb、Yorkie以及翅特异表皮蛋白基因的表达。上述研究结果可为昆虫翅发育机制研究提供理论基础,同时为害虫生物防治提供潜在靶标。     

NaCl胁迫下Si对甘草叶片抗氧化酶活性的影响

为探究NaCl胁迫下Si对甘草抗逆生理特性的影响,通过盆栽试验,研究不同浓度Si对甘草叶片抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)、MDA含量、质膜相对透性以及可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响。结果表明,Si2(0.2g·kg-1)处理为最适浓度,可显著提高甘草叶片SOD、POD、CAT活性,与对照(Si0)相比,这3种酶活性在Si2处理下分别增加37.44%、26.98%、35.16%;Si3(0.6 g·kg-1)处理显著降低膜脂过氧化物MDA含量;增加质膜相对透性、可溶性蛋白含量;降低脯氨酸含量,MDA含量降低35.63%;质膜相对透性增加17.69%;可溶性蛋白含量增加36.62%;脯氨酸含量降低38.15%。由此可见,Si可以通过提高抗氧化酶活性来减轻活性氧及自由基对甘草叶片的毒害作用,即加Si可改善甘草在NaCl胁迫中的抗逆特性,缓解了NaCl胁迫对甘草的伤害。     

Hydroperoxides of fatty acids induce programmed cell death in tomato protoplasts

Arachidonic acid (AA) is a fatty acid elicitor abundant in the glycerolipids of the late blight pathogen Phytophthora infestans and related Oomycete species. Lipoxygenases (LOX), which catalyze the addition of molecular oxygen to the 1 or 5 position of a cis, cis -1,4- Z, Z -pentadiene system in polyunsaturated fatty acids, is induced in host plants such as tomato and potato during infection by P. infestans. Here it is reported that AA, the LOX metabolites of AA, 5- and 15-hydroperoxyeicosatetraenioc acid (5- and 15-HpETE), and the LOX metabolite of linoleic acid, 9-hydroperoxyoctadecadienoic acid (9-HpODE), are potent inducers of programmed cell death (PCD) in tomato protoplasts. 5- and 15-HpETE increased DNA fragmentation as detected by t erminal deoxynucleotidyl transferase-mediated d U TP-X n ick e nd l abeling (TUNEL) and increased DNA laddering as visualized by ligation-mediated PCR. Background levels of DNA laddering were decreased in intensity by Zn²⁺ and increased by Ca²⁺, effects that are consistent with the reported action of these cations on PCD-associated endonucleases in other systems. H₂O₂, methyl jasmonate, and linoleic and linolenic acids were not toxic to tomato protoplasts at concentrations up to 350 μ , and lipid peroxides (LD₁₀₀ = 80 μ ) were far more potent inducers of death than free AA within this same concentration range. These results indicate the potential of fatty acid peroxides and LOX-related metabolism to engage an apoptotic type of PCD in higher plant cells.     

Programmed cell death pathways induced by early plant‐virus infection are determined by isolate virulence and stage of infection

Programmed cell death (PCD) pathways caused by Turnip mosaic virus (TuMV) infection before symptom appearance were studied by light microscopy and electrolyte leakage following sap inoculation of Brassica carinata (Ethiopian mustard) TZ‐SMN‐44‐6 plants. Leaf responses to inoculation with avirulent (TuMV‐avir) and virulent (TuMV‐vir) isolates, and mock‐inoculation, were compared at 2, 20 and 52 h after inoculation (hai). The phenotypes induced were localized resistance (TuMV‐avir) and systemic susceptibility (TuMV‐vir). No visible TuMV symptoms were recorded in any inoculated plants during the 2–52 hai sampling period, but appeared as chlorotic spots in inoculated leaves at 5 days after inoculation. With TuMV‐vir alone, they were followed by systemic infection (mosaic). Dead cell number, deformation, percentage area and percentage integrated intensity, and conductivity of electrolyte leakage data, were analysed to examine their possible roles in stimulating cell death pathways. At 2 hai, dead cell number and percentage area were significantly greater for TuMV‐avir than TuMV‐vir infection or mock‐inoculation. Overall, isolate TuMV‐vir caused significantly greater cell deformation than TuMV‐avir, whereas wounding by mock‐inoculation had negligible effects. By 52 hai, isolate TuMV‐avir caused significantly greater electrolyte leakage than isolate TuMV‐vir or mock‐inoculation. This suggests both isolates triggered morphological changes consistent with apoptotic‐like PCD and necrosis‐like PCD that depended upon isolate virulence and stage of infection, respectively. These findings highlight how quantification of dead cell deformation and electrolyte leakage offer a new understanding of compatible and incompatible plant responses to early virus infection in plants.     

乙烯利对昆明种小鼠的氧化应激作用

选用小鼠血清及脾脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力及丙二醛(MDA)含量为观察指标,从机体氧化和抗氧化系统是否失衡的角度研究了乙烯利的氧化应激作用。结果表明,乙烯利能明显降低小鼠血清及脾脏组织中SOD和GSH-Px的活性。其中:134,268 mg/kg bw剂量处理组血清SOD和GSH-Px活性分别降低了8.91% ,12.44%和4.18% ,8.54% ;268, 536 mg/kg bw剂量组脾脏SOD和GSH-Px活性分别降低了8.34% ,19.61%和9.72%,24.86% ;与对照组差异显著(PP<0.01)。结果显示,乙烯利能破坏小鼠机体氧化和抗氧化系统的平衡,引起氧化应激。     

活性氧参与调控植物生长发育和胁迫应激响应机理的研究进展

复杂多变的自然环境使植物进化出复杂而又巧妙的机制来感知外部信号,并对外部环境的变化做出适应性调整。在这种信号整合和决策过程中起关键作用的一类物质是活性氧(ROS)。细胞内、外产生的ROS与Ca~(2+)和电信号相互偶联组成的ROS波,向"友邻细胞"或远端细胞进行快速信号转导,进而伴随着多种信号组分共同完成应激响应表达。而ROS的产生与清除平衡关系决定了ROS在植物生长发育、器官发生和抗逆方面的作用。系统结并讨论了ROS的产生来源、信号传导机制、响应表达及ROS引起的细胞程序性死亡的最新研究进展。为深入了解ROS激活相关基因的表达,进而研究触发信号转导通路,使植物积极、高效地应对各种内在或外源的刺激信号,以调控植物的生长发育或适应胁迫环境,提供新的观点和见解。     

钙对低温胁迫下玉米幼苗氧化损伤的保护作用

采用室内盆栽试验,利用不同浓度的CaCl₂（0、5、10、15、20 mmol·L^-1）处理低温胁迫下的玉米幼苗,研究了钙对玉米幼苗抗冷性的作用。结果表明：与对照相比,低温处理明显抑制了玉米幼苗的生长,减缓了可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,脯氨酸含量减少,丙二醛（MDA）含量增加,质膜透性增大。适宜浓度的钙（5～10 mmol·L^-1）能减缓低温胁迫下玉米幼苗质膜相对透性和丙二醛（MDA）含量的增加,促进脯氨酸(Pro)、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,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,其中10 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最为明显。     

螺虫乙酯对雌性斑马鱼的毒性及氧化应激效应

为评价新型季酮酸衍生物类杀虫剂螺虫乙酯(spirotetramat)对水生生物的毒性,以雌性斑马鱼为受试对象,研究了螺虫乙酯对其的急性毒性及氧化应激效应。急性毒性试验测得螺虫乙酯对雌性斑马鱼的96 h-LC50值为7.21 mg/L,属中等毒性。经不同浓度螺虫乙酯(0、36、360和1 800μg/L)处理28 d后,通过检测铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶的活性,Cat、Gpx、Mn-Sod、Cu/Zn-Sod等基因的相对表达量,以及丙二醛(MDA)含量等指标的变化水平,研究了螺虫乙酯对斑马鱼肌肉组织的氧化应激效应。结果表明,螺虫乙酯可引起斑马鱼肌肉组织中CAT、GSH-Px活性和MDA含量,以及Cat、Mn-Sod、Gpx的相对表达量显著升高,但未发现螺虫乙酯对Cu/Zn-SOD活性及Cu/Zn-Sod的相对表达量有明显影响。研究表明,螺虫乙酯能够诱导雌性斑马鱼肌肉组织的氧化应激效应,并可能引起机体的氧化损伤。     

氯虫苯甲酰胺对2种跳虫的繁殖毒性与氧化胁迫

为研究氯虫苯甲酰胺 (chlorantraniliprole, CAP) 对跳虫的繁殖毒性和氧化胁迫效应,以2种跳虫白符跳Folsomia candida Willem和奇裸长跳Sinella insolens为受试生物,分别测定了CAP对其28 d和21 d的繁殖毒性和暴露于CAP亚致死剂量（白符跳0.0533 mg/kg,奇裸长跳100 mg/kg）10 d内,2种跳虫体内抗氧化防御系统受到的影响。结果表明,CAP对白符跳和奇裸长跳的繁殖率半抑制浓度 (EC_50-repro) 分别为0.533 mg/kg dw (95%置信区间为0.370~0.769 mg/kg dw) 和 > 1 000 mg/kg dw,毒性差异明显。暴露于亚致死剂量的CAP 0、2、4、6和10 d后,CAP能不同程度地影响2种跳虫的抗氧化防御系统。暴露初期过氧化氢酶 (CAT) 活性分别上升113%和108%,谷胱甘肽还原酶 (GR) 活性分别上升141%和74.6% (P < 0.05),随暴露时间延长,2种酶活性逐渐下降,最终趋向对照组水平;总谷胱甘肽 (TG) 活性水平始终维持在对照组以上,并在第6天达到最高;谷胱甘肽-S-转移酶 (GST) 活性在暴露初期分别下降38.4%和21.6% (P < 0.05),随暴露时间延长逐渐升高,回到对照组水平;脂质过氧化物 (LPO) 含量随暴露时间延长而呈现先上升后下降的趋势,变化幅度较小;而金属硫蛋白 (MT) 含量则未随暴露时间的延长而出现显著变化。本研究结果表明,白符跳对CAP更为敏感,可作为土壤环境中CAP的指示生物。CAT、GR和GST是指示CAP短期胁迫的较适宜的生物标志物,而TG和LPO可以作为指示CAP中长期胁迫的生物标志物。     

SGT1 contributes to maintaining protein levels of MEK2DD to facilitate hypersensitive response-like cell death in Nicotiana benthamiana

Gene silencing revealed that the mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade in Solanaceae consisted with MEK2-WIPK/SIPK, is required for R protein-induced hypersensitive response (HR) cell death and/or resistance. Overexpression of MEK2^DD results in HR-like cell death. MEK2^DD is a phospho-mimic and constitutive active form harboring mutations at putative phosphorylation sites of upstream MAPKKK. The molecular mechanism that induces HR-like cell death is unknown. Here we report SGT1 is required for the accumulation of MEK2^DD protein, not MEK2^WT. Virus-induced gene silencing of SGT1 resulted in low protein accumulation of MEK2^DD. This result suggests that SGT1 has a positive role in the accumulation of the MEK2 active form protein to facilitate signal transduction.