Hg~(2+)、Cd~(2+)污染对水稻叶肉细胞伤害的超微观察

以不同浓度的Hg2+和Cd2+处理水稻,对其叶肉细胞进行透射电子显微镜观察,发现随着Hg2+和Cd2+浓度的提高,叶肉细胞中细胞核、叶绿体、线粒体受毒害逐渐加重;表现为叶绿体被膜受损,类囊体遭到破坏,细胞核核膜破裂,核仁消失,线粒体被膜结构受损,内嵴逐渐解体.结果表明:Hg2+比Cd2+对水稻叶肉细胞超微结构的破坏作用稍强;Hg2+和Cd2+对细胞器的毒害作用是整体性的;水稻叶肉细胞线粒体是对Hg2+和Cd2+毒害作用较敏感的细胞器.     

三苯氧胺对人脑胶质瘤细胞内游离钙离子水平的影响

以不同浓度的三苯氧胺(TAM)处理SHG-44细胞后,用流式细胞仪检测细胞凋亡率和激光共聚焦显微镜测定细胞内游离Ca2+水平,探讨TAM对人脑胶质瘤细胞内游离钙离子水平的影响。结果表明:当细胞外有Ca2+时,TAM使细胞内Ca2+浓度迅速升高并呈剂量依赖性关系,其浓度能维持在较高水平。当细胞外无Ca2+时,TAM呈剂量依赖性地使胞内Ca2+浓度缓慢升高,其升高的幅度和速度低于细胞外有Ca2+组。说明TAM能促进SHG-44细胞胞外Ca2+内流和胞内钙库释放Ca2+,提高细胞内游离Ca2+浓度;TAM诱导的细胞凋亡与提高细胞内游离Ca2+浓度有关。     

Ca2+信号参与铝诱导黑麦根系分泌有机酸的调控

【目的】揭示铝诱导根系分泌有机酸的机制,探讨胞质钙信号对铝诱导黑麦根系分泌有机酸的调控作用。【方法】采用药理学研究方法和激光共聚焦扫描显微技术探讨铝胁迫下根尖胞质游离钙离子浓度（[Ca2+]cyt）及其与有机酸分泌的关系。【结果】铝不仅诱导黑麦根系分泌柠檬酸和苹果酸,而且使根尖细胞Ca2+的荧光强度增强、波动加剧。铝引起的根尖细胞Ca2+荧光强度的变化在受Ca2+通道抑制剂异搏定、胞内Ca2+ 通道阻断剂辽红干扰后,显著减少了铝诱导的有机酸分泌。铝诱导的根尖[Ca2+]cyt的升高及有机酸分泌还受CaM阻断剂三氟拉嗪的干扰和抑制。钙螯合剂EGTA处理不仅减弱了铝诱导的Ca2+荧光信号、加大了Ca2+信号的波动幅度,而且显著抑制铝诱导的柠檬酸分泌。此外,在铝胁迫下,根系有机酸分泌受阴离子通道抑制剂尼氟灭酸的抑制。【结论】根尖[Ca2+]cyt可能是介导铝诱导黑麦根系分泌有机酸的胞内信号因子,而质膜上的阴离子通道可能是铝诱导的钙信号传导途径中的下游效应器。     

钙素在植物诱导防御中的作用

植物在受到环境中生物及非生物因子的胁迫后,会产生抗性反应,以保护自身免受损害,我们将这种现象称为植物的诱导抗性。现代研究表明,在植物的诱导防御中,Ca2+以细胞第二信使的身份,在植物免疫应答的信号转导途径中发挥着重要作用。本文总结前人的研究,介绍了植物的诱导防御体系,阐述了环境胁迫下,植物细胞内Ca2+浓度的变化,分析了Ca2+在胞内信号转导过程中的作用机制,最后,强调了钙素在植物诱导防御中的重要性以及在增强植物抵抗力上的应用前景。     

ABA诱导的玉米保卫细胞胞质钙离子浓度的变化

【目的】以玉米第二真叶下表皮为材料,研究ABA诱导的保卫细胞胞质Ca2+浓度的变化,并探讨Ca2+来源。【方法】通过数字激光共聚焦显微镜测定ABA诱导的胞质钙离子浓度变化,并通过异搏啶、EGTA[乙二醇双（2--氨基）乙基醚-N,N,N’,N’四乙酸]药理实验探讨钙离子的来源。【结果】ABA不能诱导所有的保卫细胞胞质钙离子浓度的增加,而可被ABA诱导的保卫细胞中又表现了不同的钙离子浓度变化形式。异搏啶预处理后,不能改变保卫细胞对ABA的反应,但EGTA预处理,则抑制了ABA诱导的胞质钙离子浓度升高。此外,气孔运动观察结果显示：ABA可以明显的诱导气孔关闭,但EGTA、异搏啶的预处理延缓了ABA诱导的气孔关闭速度。【结论】ABA作用下,保卫细胞胞质Ca2+浓度或不发生变化,或持续高浓度,或发生逐渐升高,形成不同的钙信号,最终造成气孔不同步关闭;ABA诱导的胞质钙离子升高主要源自胞外钙离子内流。     

白粉病菌胁迫下甜瓜叶片中Ca2+的细胞化学定位及外源Ca2+对POD、CAT和SOD同功酶的影响

【目的】对接种白粉病菌前后的甜瓜叶片中Ca2+ 进行细胞定位分析,并探讨外源Ca2+ 对白粉病菌胁迫下3种同工酶的影响,为研究甜瓜在白粉病胁迫下的信号转导及抗病机制奠定基础。【方法】通过电镜和细胞化学技术对抗病性不同的甜瓜幼叶在白粉病菌胁迫下的Ca2+ 进行超微细胞化学定位研究,采用Hoagland营养液栽培法,对不同外源Ca2+作用并接种白粉病菌的甜瓜叶片的POD、CAT和SOD同工酶进行分析。【结果】接种白粉病菌2 d时,Ca2+在抗病品种和感病品种叶肉细胞胞质内聚集;液泡和细胞间隙内Ca2+水平急剧下降;接种白粉病菌6 d后,抗病品种‘MR-1’胞质内Ca2+水平又逐渐恢复至接种前的状态,Ca2+主要分布在液泡和细胞间隙,而感病品种‘JS’叶肉细胞内Ca2+在细胞基质中分布集中并聚集成大的沉淀颗粒,细胞结构逐渐破坏,直至死亡,在液泡和细胞间隙未发生Ca2+恢复现象。外源Ca2+对3种同工酶谱的作用结果为：与对照相比,营养液增施6 mmol•L-1 CaCl2可明显缓解白粉菌对甜瓜的伤害,其POD、CAT和SOD同工酶活性高于对照水平;营养液增施75 mmol•L-1 的LaCl3 显著抑制了甜瓜幼叶POD、CAT和SOD同工酶的活性。【结论】白粉病菌胁迫下,抗病性不同的甜瓜叶片中Ca2+的时空定位分布有差异：抗病品种中Ca2+由胞内钙库（即液泡）释放入细胞基质,之后又被泵回液泡,而感病品种中Ca2+仅发生从液泡向胞质释放的过程;外源Ca2+可能增加了Ca2+向甜瓜叶片内的运输,促进白粉病胁迫信号向植株体内的传递,提高甜瓜叶片保护酶的表达量及其活性氧清除水平,从而延缓白粉病胁迫对甜瓜叶片的伤害。     

Ca2+和Ca2+-ATPase在小麦颖果筛分子分化中的动态变化

 【目的】探讨Ca2+ 和Ca2+-ATPase在小麦颖果筛分子（sieve elements,SEs）分化过程中的动态变化及其在SEs的细胞程序性死亡（programmed cell death,PCD）中的作用。【方法】用透射电子显微术观察小麦颖果韧皮部分化过程中的超微结构变化;用Ca2+特异性荧光染色法和焦锑酸钾沉淀法,对小麦颖果韧皮部分化过程中的Ca2+进行组织和亚细胞水平的定位;同时用铅盐沉淀法对Ca2+-ATPase进行定位。【结果】超微结构观察发现,在SEs发育初期,细胞壁逐渐加厚,且内壁呈突起状,随着分化的进行,SEs细胞壁较以前明显变薄且平滑。Ca2+荧光试验表明,花后6～10 d,SEs细胞壁中有Ca2+的积累,其中花后9 d,SEs细胞壁Ca2+浓度最高;到花后14 d,细胞壁Ca2+浓度下降至对照水平。Ca2+亚细胞定位表明,在SEs中,花后1～2 d Ca2+主要分布在细胞膜上和细胞核中;花后4 d,SEs细胞质中Ca2+浓度增加,并且线粒体中也出现Ca2+颗粒;但到花后5～8 d,Ca2+主要分布在SEs细胞壁中,此时线粒体中未发现Ca2+颗粒;在花后10～18 d,Ca2+再次从细胞壁转移到胞内;花后20 d,SEs中Ca2+消失。在中间细胞（intermediary cells,ICs）中,花后1～18 d始终都有Ca2+颗粒,主要分布在细胞内壁上和液泡中。在SEs发育过程中,Ca2+-ATPase的活性发生显著变化。花后3 d时,SEs中的Ca2+-ATPase活性最弱;花后4～14 d SEs有较强的Ca2+-ATPase活性,且主要分布在SEs的细胞壁、细胞膜、胞间连丝等部位和线粒体、细胞核等细胞器上。【结论】Ca2+和Ca2+-ATPase在小麦颖果SEs的分化过程中呈动态变化,Ca2+可能参与介导了SEs的PCD过程。此外,Ca2+和Ca2+-ATPase可能对SEs细胞壁的加厚和SEs的功能实施有一定调控作用。     

铅镉胁迫对小叶榕叶片细胞超微结构的影响

以1年生小叶榕幼苗为试验材料,分析不同浓度下铅、镉单一及复合胁迫对其叶片细胞超微结构及叶绿素含量的影响。结果表明:在Pb~(2+)胁迫下,小叶榕叶肉细胞超微结构中叶绿体的膨胀度、淀粉粒和嗜锇颗粒大小的变化较轻,叶绿体空泡化程度较低,且叶片叶绿素含量有升高趋势,说明小叶榕幼苗对Pb~(2+)有较好的耐受性;而在Cd~(2+)胁迫下,随着处理浓度的增加,细胞结构受到的损伤和破坏程度比Pb~(2+)胁迫严重,叶绿体结构中基粒片层出现排列紊乱、断裂、扭曲变形现象,细胞内有较多的淀粉,且叶绿素含量呈显著降低趋势;在Pb~(2+)+Cd~(2+)复合胁迫下,小叶榕叶肉细胞膜变得较薄,叶绿体结构松散,失去完整性,出现解体现象,类囊体结构消失,细胞膜破裂,细胞器结构破碎,叶绿素含量显著低于铅、镉单一胁迫。综上所述,从叶绿素含量变化、叶片细胞以及叶绿体超微结构可以看出,对小叶榕幼苗造成的伤害程度为:Pb~(2+)+Cd~(2+)复合胁迫Cd~(2+)胁迫Pb~(2+)胁迫。     

百子莲胚性愈伤组织在玻璃化法超低温保存4个关键步骤中Ca~(2+)的分布变化

利用电镜细胞化学焦锑酸钾沉淀法及Ca2+荧光探针Fluo-3AM染色法,研究了玻璃化法超低温保存过程中预培养、装载、脱水和洗涤4个关键步骤对百子莲胚性愈伤组织细胞内Ca2+分布情况及浓度变化的影响。结果表明,在预培养后细胞液泡内Ca2+数量多于细胞质基质,Ca2+主要贴膜分布,且细胞内的Ca2+荧光强度降到最低值。经装载处理后,细胞内出现较多囊泡和淀粉粒,在线粒体和囊泡中观察到Ca2+数量增多,淀粉粒周围有较多的Ca2+分布,细胞内的荧光强度增加。经脱水处理后,细胞内的Ca2+荧光强度升高到最大值呈梯度分布,含有Ca2+的囊泡增多,细胞内淀粉粒周围的Ca2+数量较多。经洗涤处理后,随着细胞内玻璃化溶液的减少,细胞内Ca2+数量减少并且荧光强度降低,细胞质中Ca2+浓度回落到与对照相近的正常水平,淀粉粒数量增加但周围Ca2+分布较少。在超低温保存处理过程中,细胞经受包含低温、渗透、氧化等复合胁迫,Ca2+分布和浓度的变化可能对提高细胞低温抗性及抗氧化能力起到了一定作用。推测Ca2+的变化决定了植物细胞在超低温保存过程中对复合胁迫的不同适应能力,为优化百子莲胚性愈伤组织超低温保存体系提供了理论依据,为超低温保存过程中植物的细胞信号转导及生理调控机制提供一定的理论基础。     

干旱胁迫对马铃薯叶肉和茎部细胞超微结构的影响

为了探明干旱胁迫时马铃薯(Solanum tuberosum L.)细胞超微结构的变化规律,以不耐旱品种费乌瑞它和耐旱品种东农308脱毒试管苗为材料,利用含有20%PEG-6000的MS液体培养基进行干旱胁迫处理,研究干旱胁迫对马铃薯叶片和茎部细胞超微结构的影响。结果表明:干旱胁迫严重影响马铃薯试管苗细胞超微结构,受害程度随胁迫时间的延长而加剧,并且东农308损伤程度显著轻于费乌瑞它。在叶肉细胞中,叶绿体对干旱胁迫最为敏感且受损最严重,干旱胁迫后叶绿体膨胀变圆,基粒片层松散、变形、出现孔隙,甚至完全解体;线粒体次之,干旱胁迫后线粒体外形变长、脊减少;细胞核对干旱胁迫最不敏感,干旱胁迫后细胞核皱缩、核仁完好。茎部细胞超微结构受干旱胁迫的伤害程度轻于叶肉细胞超微结构,但茎部细胞核对干旱胁迫的敏感性强于叶绿体和线粒体。     

干旱胁迫及复水对‘波叶金桂’生理特性的影响

以‘波叶金桂’Osmanthus fragrans ‘Boyejingui’幼苗为材料,采用人工控制水分模拟干旱及复水的处理方法,对‘波叶金桂’在抗旱防御反应系统中渗透调节物质和抗氧化酶的生理响应调控机制进行了研究。结果显示:随着干旱胁迫时间延长,叶片相对含水量和叶水势均下降,干旱胁迫20 d时分别比对照降低了28.0%和76.9%（P < 0.05）;可溶性糖、甜菜碱和游离脯氨酸等渗透调节物质质量分数随干旱天数的增加而升高,干旱胁迫16 d可溶性糖和甜菜碱分别比对照增加了48.7%和53.5%（P < 0.05）,干旱胁迫20 d时,游离脯氨酸比对照增加了3.44倍（P < 0.05）;随着干旱胁迫时间延长,叶绿素（叶绿素a,叶绿素b和总叶绿素）质量分数呈降低的趋势,干旱胁迫20 d分别比对照降低了19.0%,16.2%和18.4%（P < 0.05）,叶绿素a/b趋势为先降低后增加;随着干旱胁迫时间的延长,超氧阴离子（O₂·-）,过氧化氢（H₂O₂）质量摩尔浓度逐渐增加,相应膜脂过氧化作用加强,膜被损伤,叶片的伤害率增加,干旱胁迫20 d时,各指标均达到最大值;过氧化物酶（POD）,过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性随着干旱胁迫延长表现为先升后降,干旱胁迫16 d时SOD和CAT分别比对照增加了31.7%和89.6%（P < 0.05）,POD活性比对照增加了1.36倍（P < 0.05）。复水6 d后,各指标都能得到一定程度的恢复。由此可见,在干旱胁迫前期,‘波叶金桂’通过增加渗透调节物质、抗氧化酶活性等保护自身不受干旱胁迫伤害;随着胁迫时间延长和胁迫度提高,抗氧化酶活性下降,可溶性糖和甜菜碱质量分数稍有减少,游离脯氨酸质量分数持续上升,说明渗透调节物质在抗旱胁迫中发挥主要作用,增加植物的抗干旱能力;复水后,‘波叶金桂’的各生理指标得到恢复,表现出较强的耐旱特性。     

水涝胁迫下海滨锦葵幼苗根尖细胞内Ca~(2+)分布与变化

采用醋酸双氧铀染色与透射电镜技术,以海滨锦葵为试验材料,连续观测水涝胁迫下及涝后恢复期间海滨锦葵根尖细胞内Ca~(2+)的分布与变化特性。结果显示:随着水涝时间延长,海滨锦葵根尖细胞间隙与细胞核、液泡中钙离子沉积密度逐步降低,质体外膜上存在Ca~(2+)分布,但低于对照组,而Ca~(2+)向细胞质移动,在局部区域聚集,导致细胞质钙离子增加。水涝去除20 d后,细胞壁中出现钙离子沉积,细胞间隙、质体外膜上与液泡中所分布钙离子增加,细胞质所聚集的Ca~(2+)逐步分散,基本不存在Ca~(2+)沉积。研究认为,水涝胁迫下,海滨锦葵根尖细胞内Ca~(2+)浓度迅速上升;涝后恢复期间,Ca~(2+)浓度逐渐下降,起着外界信号传递的作用。     

外源钙对盐胁迫下盐地碱蓬生长影响的初步探讨

以不同浓度的Ca2+(0、20 mmol/L)及不同浓度的NaCl(0、100、400 mmol/L)处理盐地碱蓬(Suaeda salsa)幼苗,探索盐渍条件下Ca2+对该植物在生理和分子水平上的影响。结果表明,外源Ca2+处理使盐地碱蓬幼苗鲜质量明显高于对照,Ca2+、K+浓度也高于对照;叶片液泡膜Ca2+-AT-Pase活性升高。Ca2+/H+逆向转运体(Ca2+/H+antiporter)基因的表达量不仅随外源Ca2+处理而升高,而且NaCl处理后也明显升高。以上结果说明,盐对盐地碱蓬生长的促进是依赖Ca2+的,维持盐胁迫下胞质Ca2+浓度稳态的运输体主要是液泡膜Ca2+/H+逆向转运体。     

缺钙玉米叶片的膜脂过氧化伤害

玉米幼苗在缺钙初期叶肉细胞能维持较高的ＳＯＤ活性，膜脂过氧化作用较弱；随缺钙时间延长，ＳＯＤ活性下降，尤其是Ｃｕ，Ｚｎ－ＳＯＤ活性急剧下降，膜脂过氧化作用加强，细胞器破坏．缺钙培养的叶片细胞超微结构的变化首先表现在叶绿体类囊体解体，随后质膜、线粒体膜、核膜和内质网膜等内膜系统紊乱和伤害，而膜系统的伤害可能是缺钙条件下受ＳＯＤ控制的膜脂过氧化作用增强的结果     

苍耳对盐碱胁迫的生理响应

采用不同浓度的NaCl、NaHCO_3溶液对苍耳幼苗进行胁迫处理,分析胁迫处理对苍耳幼苗的生长、光合指标、无机离子、有机溶质及渗透调节剂的渗透调节贡献率的影响,重点研究苍耳对碱胁迫的生理适应机制。结果表明:盐碱胁迫显著抑制了苍耳的生长和光合。随胁迫强度的增加,叶内Na~+质量摩尔浓度、Na~+质量摩尔浓度与K~+质量摩尔浓度的比增加,碱胁迫下增加幅度更大。盐胁迫下,在根部和叶内,Na~+、K~+和游离脯氨酸均是主要的渗透调节物质;3者渗透调节中的平均贡献率的总,在根部为73.89%、在叶内为61.96%。碱胁迫下,根部和叶片显示出不同的渗透调节机制:在根部,Na~+和游离脯氨酸是主要的渗透调节物质,平均贡献率分别为58.44%和16.25%,K~+的渗透调节作用很小;在叶内,Na~+、K~+、游离脯氨酸均起到重要的渗透调节作用。与盐胁迫相比,碱胁迫对植物的伤害作用更大。苍耳通过Na~+、K~+、游离脯氨酸等渗透剂对根部和叶内渗透调节的积极参与,对碱胁迫具有一定的适应能力。     

茶多酚和钙离子添加对茶树叶片铅吸收和亚细胞分布的影响

为研究铅胁迫下添加茶多酚和钙离子对茶树叶片铅吸收和亚细胞分布的影响,通过水培试验,结合差速离心法和扫描透射电镜技术研究舒茶早茶树叶片铅吸收特性及铅的亚细胞分布,并比较茶多酚和钙离子两种不同添加剂对茶树叶片铅吸收和亚细胞分布影响的差异。结果表明：铅胁迫显著增加茶树叶片中铅的含量,显著降低钙的含量。茶多酚添加后,茶树叶片铅含量显著降低30.89%,钙含量显著增加11.10%;添加钙离子对茶树叶片铅含量无显著影响,但使钙的含量显著增加了34.57%。铅被茶树吸收后,茶树叶片表面和气孔周围褶皱度增加,铅沉积于液泡内,造成细胞器的损伤;茶多酚和钙离子的添加减轻了铅对叶片细胞的损害程度。铅在茶树叶片亚细胞组分中的分布顺序依次是细胞壁、细胞质和液泡、质体和叶绿体、线粒体。研究表明,茶多酚主要通过减少铅的吸收量来缓解茶树叶片的铅毒害作用,钙离子主要通过改变铅在茶树叶片细胞不同组分中的含量（增加细胞壁对铅的截留、降低细胞内铅的含量）来缓解重金属铅对茶树叶片细胞的伤害。     

钙在果实生长发育中的作用

钙在果树生长发育中具有重要作用,其参与了植物体很多生理生化代谢。随着钙调素的发现和研究的深入,钙被认为不仅是构成植物体必需的营养元素,更重要的是其作为第二信使全程调控了植株生长和代谢的整个过程,并且在果实品质的形成中发挥了重要作用。从钙在果实细胞中的分布及其作用、钙对果实生理生化的影响、钙对果实品质的影响3个方面,综述了钙在果实生长发育中的作用。     

Ca2+浓度对罗氏沼虾Gq蛋白α亚基亚细胞定位的影响

采用免疫胶体金电镜技术研究光暗适应条件下不同Ca2+浓度对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergi)感光细胞中Gq蛋白α亚基亚细胞定位的影响.结果表明,对于光适应组,在高Ca2+溶液、生理溶液和低Ca2+溶液中细胞质与感杆束中胶体金密度的比值是3.51、2.13和0.93.对于暗适应组,在高Ca2+溶液、生理溶液和低Ca2+溶液中细胞质与感杆束中胶体金密度的比值是3.01、1.08和0.47.这些表明了罗氏沼虾感光细胞中Gq蛋白α亚基在暗适应条件下同时分配在感杆束和细胞质中.在光照和细胞质内Ca2+浓度适度升高的条件下,膜结合的Gq蛋白α亚基进而转化为可溶性的Gq蛋白α亚基.     

葡聚六糖诱导后对黄瓜细胞内钙信使的影响

为明确葡聚六糖诱导黄瓜后对钙信使的影响,以黄瓜叶片为试材,测定葡聚六糖诱导后黄瓜细胞内Ca2+含量及Ca2+-ATPase活性变化,同时用免疫胶体金电镜技术观察了对钙调素(Calmodulim,CaM)分布的影响。结果表明,葡聚六糖诱导后黄瓜可溶性钙含量在12 h即达到高峰值,全钙含量在24 h达到高峰值,144 h不溶性钙达到峰值,Ca2+-ATPase活性在48 h达到最高峰。电镜下观察到在黄瓜的细胞核、叶绿体、液泡、细胞间隙、线粒体、细胞壁都有CaM分布,以叶绿体和细胞壁较多,清水对照在叶绿体和细胞壁有较少分布。葡聚六糖激活钙信使系统,可能参与光合作用,从而提高植物抗病性。