獐茅耐盐基因SOS1的克隆及序列分析

采用RT-PCR和RLM-RACE方法从单子叶盐生植物獐茅(Aeluropus littoralis(Gouan)Parl)中克隆了质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因(AlSOS1,JN936862),并对其基因序列进行了分析。Southern杂交试验显示:AlSOS1基因在獐茅基因组中以单拷贝形式存在。AlSOS1基因cDNA全长3 641bp,其中编码区3 420bp,编码一个1 139氨基酸的蛋白。AlSOS1编码蛋白与芦苇、水稻质膜Na+/H+逆向转运蛋白亲缘关系最为接近,达到82%和77%,与双子叶植物拟南芥的亲缘关系仅为58%;系统发育分析显示AlSOS1基因编码蛋白与其他植物质膜型Na+/H+逆向转运蛋白属于同一分支,而与液泡型Na+/H+逆向转运蛋白属于不同的分支;疏水性分析显示AlSOS1基因编码蛋白N-末端具有12个跨膜结构域,C-末端具有一个很长且面向质膜内腔的亲水尾部。这是獐茅SOS1基因编码区首次被完整克隆,将进一步应用于单子叶农作物耐盐性状改良的基因工程之中。     

过量表达甜菜BvNHX1基因提高拟南芥的耐盐性

Na+/H+逆向转运蛋白调节细胞内的离子平衡,在植物耐盐性起重要的作用。为了研究甜菜液泡膜Na+/H+逆向转运蛋白BvNHX1基因在植物耐盐中的作用,构建了植物表达载体pROKⅡ-BvNHX1转化拟南芥.在含有卡纳霉素的培养基上筛选转化子,并利用Southern和Northern杂交技术检测,进一步证实BvNHX1基因已整合到拟南芥基因组并能正常转录。选取纯合转基因株系进行耐盐性分析实验表明,过量表达BvN-HX1基因的拟南芥在种子萌发和苗期都提高了植株耐盐性,盐处理下转基因植株的鲜重、干重以及地上部分Na+、K+含量均高于野生型对照。结果表明过量表达BvNHX1基因提高了转基因拟南芥的耐盐能力。     

盐胁迫下植物体内保持高K/Na比率的机制

维持细胞内高K+/Na+比率是植物耐盐的关键因素.近年来已经鉴定与保持K+/Na+比率相关的基因和转运蛋白.这些基因和蛋白在K+与Na+的吸收、转运和排出过程起重要作用,在维持K+/Na+方面起调控功能.文章对植物体在盐胁迫下保持高K+/Na+比率的机制作以综述     

胡杨PeAPY1和PeAPY2调控拟南芥耐盐机制研究

本文研究了胡杨apyrase基因(PeAPY1和PeAPY2)对植物耐盐性的影响。以PeAPY1和PeAPY2过表达拟南芥、拟南芥Atapy1和Atapy2突变体、野生型(WT)拟南芥及空载体(VC)为实验材料,研究盐胁迫条件下的植物根长、相对电导率、细胞活力、H₂O₂水平、eATP浓度、抗氧化酶活性的变化。研究结果显示:低盐浓度(50 mmol/L NaCl)对拟南芥各基因型的生长和生理生化指标没有显著影响;而高盐浓度(100 mmol/L NaCl)抑制了各株系的根长生长、细胞活力和抗氧化酶(超氧化物歧化酶/SOD、抗坏血酸过氧化酶/APX、过氧化氢酶/CAT)活性,却提高了相对电导率、H₂O₂水平和eATP浓度。但与Atapy突变体株系相比较,PeAPY过表达株系受高盐胁迫的影响较小。主要是由于PeAPY1/2的过表达提高了apyrase酶活,下调了eATP浓度及其诱发的活性氧水平,同时,过表达株系还通过保持抗氧化酶活性来抑制H₂O₂的水平,从而降低活性氧及其对膜脂的过氧化,保持了膜的稳定性、细胞活力和生长,最终提高了植物耐盐性。      

黄瓜质膜型Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(SOS1)的克隆与序列分析

采用RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从黄瓜Cucumis sativusL.中克隆出质膜Na+/H+逆向转运蛋白基因的cDNA(CsSOS1),该cDNA全长3 638bp,其中开放阅读框为3 435bp,编码1 145个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,CsSOS1氨基酸序列与水稻OsSOS1和拟南芥AtSOS1的氨基酸序列同源性较高,分别为64%和58%,而与液泡型的Na+/H+逆向转运蛋白氨基酸序列亲缘关系较远。蛋白质跨膜结构分析表明CsSOS1包含11个完全跨膜片段。激光共聚焦显微镜显示CsSOS1基因的编码区与YFP基因融合后,定位在细胞膜上。酵母功能互补试验结果显示CsSOS1参与Na+与H+的转运,表明该基因转化酵母后可以补充酵母SOS1的缺失。     

H2O2对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用研究

研究了H₂O₂对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用.用切片和纯化线粒体进行测定的结果均表明外源H₂O₂(5.0 mmol/L)处理对陈化马铃薯切片的总呼吸只有微弱的影响,但却可以明显诱导切片的抗氰呼吸,并显著提高抗氰呼吸对总呼吸的贡献.应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明,H₂O₂处理可以增强陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达,表明H₂O₂对抗氰呼吸的诱导作用与其时交替氧化酶表达的诱导有关.抗氰呼吸可能参与了H₂O₂调控植物抗病防御反应的作用机制.     

外源ASA、H2O2对牡丹切花衰老过程中生理活性及细胞学特性的影响

为解析外源ASA、H₂O₂作用下牡丹切花衰老的细胞学和生理学机制,本试验以‘凤丹’切花为材料,研究施加不同浓度ASA、H₂O₂对‘凤丹’瓶插切花花瓣生理指标和细胞核形态的影响。结果表明：外源ASA和H₂O₂处理下,切花SOD活性受到抑制,高浓度处理激发了POD活性,CAT活性受到明显影响且整体变化趋向于平缓,MDA含量明显下降。5 mg/L ASA和0.03 mg/L H₂O₂处理,能有效维持切花细胞活性氧清除系统的平衡,减轻活性氧对细胞膜的破坏作用;细胞核完整率较高,瓶插末期仍然维持大部分细胞核规则、明亮,能有效缓解‘凤丹’切花的细胞程序性死亡,也即能延缓切花衰老,有较好的保鲜效果。该研究可为进一步揭示外源H₂O₂、ASA对牡丹切花保鲜时间的延长提供试验和理论依据。     

外源H2O2对盐胁迫下甜瓜生理特性的影响

为了解外源H₂O₂对盐胁迫下甜瓜生长发育的影响,本研究以甜瓜“小麦酥”为试材,以NaCl作为盐胁迫处理,研究不同浓度的H₂O₂对盐胁迫下甜瓜生长及相关生理特性的影响。结果表明,盐胁迫抑制了甜瓜生长,叶绿素含量和GSH/GSSG比值降低,但膜脂过氧化水平、SOD和CAT的酶活性、GSSG和GSH+GSSG含量提高。适宜浓度的H₂O₂能缓解盐胁迫对甜瓜生长的影响,有效提高甜瓜逆境下叶绿素水平。施用H₂O₂能较好地缓解膜脂过氧化,激活甜瓜逆境下的抗氧化酶活性,但随着H₂O₂处理浓度的提高,对甜瓜盐胁迫伤害的缓解效应下降,氧化还原指标呈先升高后降低的趋势。因此,H₂O₂处理对盐胁迫下甜瓜的逆境伤害具有缓解作用,且具有一定的浓度效应,当H₂O₂浓度为10～15 mmol/L时,能较好地提高甜瓜...     

转Mz_2NHX_1基因拟南芥对盐胁迫的生理响应

为了探讨珠美海棠Na~+/H~+逆向转运蛋白基因Mz_2NHX_1在植物耐盐中的作用,以野生型拟南芥和转Mz_2NHX_1基因拟南芥为材料,研究不同盐浓度对转基因和野生型拟南芥种子萌发、植株耐盐性相关生理指标的影响。结果表明:在不同盐胁迫下,转基因拟南芥种子发芽率明显高于野生型。随着盐浓度的增加,野生型和转基因植株的电导率呈上升趋势;SOD活性呈先上升后下降趋势;POD活性、可溶性糖含量、脯氨酸含量在野生型植株中呈先上升后下降趋势,在转基因植株中呈不断升高的趋势。盐胁迫下,转基因植株的各项生理指标均优于野生型,表明Mz_2NHX_1基因的过量表达,提高了转基因拟南芥的耐盐性。     

外生菌根真菌Paxillus involutus吸收Cd2+及H2O2对Cd2+内流的调控作用

目的本文研究了外生菌根真菌Paxillus involutus对Cd2+的吸收作用以及H₂O₂对Cd2+内流的调控作用。方法以Paxillus involutus的2种菌株MAJ和NAU为研究材料,利用50 μmol/L CdCl₂对材料进行24 h处理,应用非损伤微测技术测定菌丝的Cd2+和Ca2+离子流。结果结果显示,Cd2+处理后,MAJ和NAU菌丝的Cd2+内流增强,同时也显著促进了Ca2+的内流。Ca2+通道抑制剂(Verapamil、GdCl₃、TEA)处理后,Cd2+和Ca2+内流强度均明显减弱,表明Cd2+是通过钙通透性离子通道(CaPCs)进入菌丝细胞的。Cd2+处理促进了Cd2+和Ca2+的内流,很可能是Cd2+激活了菌丝质膜的CaPCs。Ca2+和Cd2+的竞争性实验结果显示,高浓度的Ca2+抑制菌株MAJ和NAU的Cd2+内流;反过来,测试液中Cd2+浓度的提高也明显降低了Ca2+的内流强度,这证明Ca2+和Cd2+是竞争性地通过CaPCs进入菌丝细胞的。此外还发现,H₂O₂(1.0 mmol/L)能增强菌丝的Cd2+和Ca2+内流,而ROS清除剂DMTU却显著抑制了菌株对Ca2+和Cd2+的吸收,表明H₂O₂在调控菌丝细胞CaPCs介导Cd2+内流的过程中具有重要作用。结论 综上,外生菌根真菌Paxillus involutus对Cd2+具有富集作用并且可以通过H₂O₂激活CaPCs促进Cd2+内流。      

过氧化氢预处理提高杜鹃的耐热性研究

以‘胭脂蜜’、‘红月’和‘红珊瑚’幼苗为试验材料,观测H_2O_2预处理对杜鹃耐热性和抗氧化防御系统的影响,以明确H_2O_2预处理所诱导的杜鹃耐热性机制。结果表明,高温胁迫导致3个杜鹃品种中活性氧(O2·-和H_2O_2)和MDA的过多积累,并且3个杜鹃品种膜质过氧化损伤程度与热害指数的排序一致,红珊瑚耐热性最差,其次是红月,胭脂蜜耐热性最强。高温胁迫下3个杜鹃品种的SOD和CAT活性及非酶促GSH含量都显著提高,但AsA含量下降。H_2O_2预处理后进行高温胁迫,与直接胁迫处理相比,AsA含量升高,CAT酶活性进一步提高,SOD酶活性和GSH含量有所下降,但仍高于对照。H_2O_2预处理降低了MDA、O2·-和H_2O_2含量,减轻了热害症状,对耐热性较差的红珊瑚和红月,H_2O_2预处理效果显著。这些研究结果显示,H_2O_2预处理可以通过调控杜鹃幼苗抗氧化防御系统,减轻高温胁迫下的过氧化损伤,来提高杜鹃耐热性。     

紫外线-B辐射引起拟南芥内源H2O2增加及细胞死亡

研究了UV-B辐射对拟南芥内源H2O2及细胞死亡的影响,结果表明紫外线-B辐射可引起拟南芥内源H2O2及细胞死亡的增加,且C型拟南芥幼苗比C24型表现较强的耐受紫外伤害的能力,推测在拟南芥响应紫外胁迫的反应中,H2O2起到了一种信号分子的作用引发下游的一系列反应.     

O3/H2O2去除水中硝基苯效果与机理

以硝基苯为目标反应物,对O₃/H₂O₂体系氧化去除水中硝基苯的效果和机理进行了研究,考察了pH值、H₂O₂剂量、自由基抑制剂或促进剂对硝基苯的去除效果的影响.研究发现,在pH≤7时,H₂O₂促进臭氧化去除硝基苯的效果较为明显,当H₂O₂投加量从1.0 mg/L增加到4.0 mg/L时,在氧化5 min内,硝基苯     

H2O2对褐蘑菇膳食纤维脱色效果研究

为了改善褐蘑菇膳食纤维色泽,提高产品质量,以过氧化氢为脱色剂采用正交试验方法进行褐蘑菇膳食纤维的氧化脱色研究,探讨过氧化氢浓度、脱色时间、料液比对褐蘑菇膳食纤维脱色效果的影响。结果表明:褐蘑菇膳食纤维脱色的最佳工艺为H2O2浓度5%、脱色时间4h、料液比1∶7。脱色后,褐蘑菇膳食纤维的膨胀力、持水力和结合水力明显提高。     

The Metabolic Responses of Aspergillus flavus to N-Acetylcysteine, Ascorbate, and H2O2

Aflatoxin, the secondary metabolite of Aspergillus flavus and A. parasiticus, is the most toxic product in nature. In this study, N-acetylcysteine （NAC）, ascorbate, and H2O2 were used to ascertain their effects on fungal metabolic response of A. flavus. The results demonstrated that NAC did not affect fungal growth, but inhibited the aflatoxin Bt production, with the concomitant sporulation reduction. NAC increased the ratio of reduced glutathione （GSH） and oxidized glutathione （GSSG）, but decreased the activity of glutathione reductase （GR）. Ascorbate had similar effect on fungal growth, sporulation, and GR activity, but GSH/GSSG and total glutathione （tGSH, including GSH and GSSG） were significantly increased. H2O2 at high concentration （5 mM） inhibited fungal growth, but the aflatoxin production was increased. At the same time, it reduced GR activity and enhanced tGSH. Though reductive agents had different effects on GSH metabolism, reductive conditions inhibited aflatoxin production and sporulation without any effect on fungal growth. The results in this report confirmed that the relationship between oxidative stress and aflatoxin production is theoretically important in controlling aflatoxin contamination.     

柑桔皮渣提取液对H202的清除作用研究

研究了柚皮、甜橙皮渣、红桔皮的水、70％乙醇、正丁醇、乙酸乙酯提取液对H2O2的清除作用。结果表明：柚皮、甜橙皮渣、红桔皮的水提液对H2O2具有较强的清除作用，IC30分别相当于2．8g，12．0g和4．0g鲜皮。柚皮70％乙醇提液的IC50为5．0g.。甜橙皮渣、桔皮的乙醇提液，上述皮渣的正丁醇、乙酸乙酯提液均对H2O2见基本无清除作用。     

水孔蛋白协助玉米副卫细胞中H2O2的跨膜转运

【目的】探索玉米气孔副卫细胞中H_2O_2的来源,以阐明禾本科植物气孔运动过程中保卫细胞和副卫细胞协同调节的机理。【方法】采用细胞化学方法对H_2O_2进行亚细胞荧光定位,以Tubulin和GAPDH为内参基因,利用qPCR技术,对玉米水孔蛋白基因ZmPIP2;4、ZmPIP2;5和ZmPIP2;6表达量进行分析,从而确定水孔蛋白协助玉米副卫细胞中H_2O_2的跨膜转运。【结果】光暗处理组,加水孔蛋白抑制剂AgNO_3与不加AgNO_3副卫细胞中的H_2O_2积累相反;外源H_2O_2引起副卫细胞中H_2O_2积累,先加入水孔蛋白抑制剂AgNO_3再加外源H_2O_2处理后副卫细胞中H_2O_2不积累;短细胞发生后,副卫细胞中的H_2O_2开始积累,同时ZmPIP2;5基因的相对表达量上调;随着水分胁迫程度增加,ZmPIP2;4、ZmPIP2;5、ZmPIP2;6基因的相对表达量随短细胞发生上调。【结论】水孔蛋白具有转运H_2O_2的功能,玉米叶片下表皮副卫细胞中的H_2O_2是外源的,其积累和清除可能与水孔蛋白ZmPIP2;5的转运有关。     

Na2S2O8、H2O2在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究

以过氧化氢(H_2O_2)和过硫酸钠(Na_2S_2O_8)为氧化剂,通过室内模拟实验,研究不同氧化剂及分次添加方式(1次或分3次)、外源添加零价铁(ZVI)处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力,探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明:在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L~(-1)的处理中,H_2O_2在反应第2 d均已检测不到,Na_2S_2O_8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L~(-1);反应10 d后,总石油烃类(TPH)总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L~(-1)的Na_2S_2O_8处理中显著高于H_2O_2处理(P0.05),分别高出12.41%、14.21%;在第4～10 d Na_2S_2O_8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢,表明土壤中能活化Na_2S_2O_8的物质不足;加入ZVI显著提高了TPH总去除率(P0.05),尤其促进了第4～10 d TPH的持续降解(分别增加了8.46%、8.49%、12.26%)。总量相等的H_2O_2分3次在第0、24、48 h投加,反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析,反应10 d后H_2O_2分3次添加、ZVI活化Na_2S_2O_8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%,且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明:Na_2S_2O_8在石油污染土壤中持续性优于H_2O_2,但Na_2S_2O_8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低;添加ZVI提高了Na_2S_2O_8去除TPH的有效性;分批次投加H_2O_2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。     

GFP标记拟南芥突变体sad2微管及F_2代幼苗的检测与分析

为观察拟南芥突变体sad2(sensitive to ABA and drought)的微管列阵,以拟南芥突变体sad2-1和sad2-2为母本,转GFP(green fluorescence protein)-α-tubulin野生型拟南芥为父本杂交,并对F2代幼苗进行叶表型分析、卡那霉素抗性筛选和荧光镜检。表型分析显示,拟南芥sad2-2突变体与转GFP-α-tubulin的杂交F2代幼苗叶片出现有毛和无毛2种性状,二者分离比为2.81∶1。卡那霉素抗性筛选显示,部分F2代幼苗在卡那霉素培养基上出现白化死亡,大部分可正常生长。荧光镜检显示,卡那霉素阳性苗的子叶出现GFP绿色荧光。此外,共聚焦显微镜观察显示,拟南芥突变体子叶细胞微管列阵清晰可见,且sad2-1和sad2-2两种突变体的微管比野生型更加致密,但sad2-1和sad2-2两突变体间无明显差异。说明:采用杂交法将GFP-α-tubulin引入突变体来分析微管是一种简便可靠的方法,且sad2基因影响细胞微管列阵,可用于sad2基因与微管功能的进一步研究。     

非生物胁迫条件下植物H2O2的代谢及信号转导

H2O2是一种多效性分子,在植物应对非生物胁迫过程中起着重要作用。在一定的浓度范围内,H2O2作为信号分子通过参与多种信号转导途径调节相关的基因表达以及生理代谢过程,但是H2O2的过度积累会引起细胞组分的降解,导致细胞死亡。因此,维持植物体内H2O2的动态平衡十分必要。综述了非生物胁迫条件下H2O2在植物中的产生、降解及在信号传导中的作用。