植物Cu,Zn-SOD分子调控机理研究进展

铜/锌超氧化物歧化酶(Cu,Zn-SOD)能清除植物体内有害的活性氧(ROS),参与植株遭受逆境胁迫时的应激反应等过程。铜分子伴侣(CCS)可以传递铜离子到Cu,Zn-SOD当中,并将其激活生成有活性的酶分子,依赖CCS协助是Cu,Zn-SOD主要的激活途径。植物在铜缺乏的环境下会诱导启动子结合蛋白(SPL7)和小RNA398(miR398)的表达,miR398通过降解编码Cu,Zn-SOD的mRNA抑制Cu,Zn-SOD的生成,从而调控植物体内铜平衡。本文主要对植物Cu,Zn-SOD激活和调控途径进行综述。     

华北落叶松体内超氧化物歧化酶初探

以三年生华北落叶松苗为材料,用铜锌处理,对其体内超氧化物歧化酶活性年变化进行了分析探讨,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法对其体内超氧化物歧化酶同工酶进行了分析,结果表明:树液流动期SOD酶活性最高,随气温的回升其活性逐渐降低。SOD酶与三年生华北落叶松苗木抗逆性密切相关,苗木经铜锌互作后SOD酶活性明显高于对照,锌通过间接作用促进铜对SOD酶的作用,从而提高铜锌互作效应。单独用锌处理在叶组织可以合成新的SOD同工酶蛋白,铜锌元素还可以增加原有同工酶的活性。     

Cu胁迫对小白菜保护酶系统及其他相关抗性指标的影响

在水培营养液中添加CuSO4,以上海青和五月慢2个常规小白菜品种为试材,研究了Cu胁迫对小白菜保护酶系统及其他相关抗性指标的影响.结果表明:Cu胁迫会破坏保护酶系统,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降,过氧化物酶(POD)活性明显上升,同时产生更多的膜脂过氧化产物丙二醛(MDA),膜相对透性增加,膜的完整性遭到破坏,而SOD活性/MDA含量的降低说明了植株对外界胁迫自我调节能力的下降;作为渗透调节物质,叶片游离脯氨酸含量随外界Cu2+含量的升高显著增加.     

铜、锌离子对凯特杏膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

对不同铜、锌处理下凯特杏体内的丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性的动态变化进行测定,结果表明：铜离子不利于凯特杏细胞膜的稳定,而锌离子有利于凯特杏细胞膜的稳定。     

菌糠多糖对铜离子胁迫下水稻种子萌发的影响

为探究茶树菇菌糠多糖浸种对铜离子胁迫下水稻生长发育的影响,通过水培试验法研究不同浓度(1、10、100、1000、2000mg·L~(-1))茶树菇菌糠多糖对铜离子胁迫下水稻种子萌发及相关生理代谢指标的影响。结果表明:随着培养液中铜离子浓度的升高,水稻种子受到的毒害作用增强,发芽势和发芽率受到抑制,水稻幼芽根长变短,细胞质膜受损,相对电导率和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量上升,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性下降。添加不同浓度的茶树菇菌糠多糖可以在一定程度上缓解水稻种子受铜离子的毒害作用,提高水稻种子的发芽势和发芽率,这一效应在水稻幼芽根部体现得尤为明显。同时,多糖添加可以修复细胞质膜的损伤,降低可溶性糖、可溶性蛋白和MDA的含量,提高抗氧化酶活性。研究表明,茶树菇菌糠多糖可以有效缓解铜离子胁迫下水稻种子萌发的不利影响,综合考虑,当茶树菇菌糠多糖浓度为1000 mg·L~(-1)时,效果最佳。     

夜间增温对小麦耐铜特性的影响

为探明增温处理对小麦(Triticum aestivum)耐铜特性的影响,本研究设置不同铜浓度(0、100、400、800 mg/kg)处理,通过土培盆栽试验分析覆膜增温对小麦生长、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,铜处理显著抑制了小麦生物量(P<0.05);夜间增温对小麦生物量没有明显的效应(P>0.05),但在铜处理浓度逐渐升高的条件下显著增加根的生物量(P<0.05);夜间增温在铜处理浓度逐步升高的条件下显著抑制了小麦叶片SOD的活性(P<0.05)。以上结果表明,增温作用增加了小麦的根生物量,但减弱了小麦的抗铜能力。本研究结果可为粮食安全生产提供理论依据。     

Cloning and Expressing of a Gene Encoding Cytosolic Copper/Zinc Superoxide Dismutase in the Upland Cotton

In this study, a gene encoding a superoxide dismutase （SOD） was cloned from senescent leaves of cotton （Gossypium hirsutum）, and its expressing profile was analyzed. The gene was cloned by rapid amplification of cDNA ends （RACE） method. Northern blotting was used to show the profile of the gene expression, and the enzyme activity was mensurated by NBT deoxidization method in different growth periods. The full length of a gene of cytosolic copper/zinc superoxide dismutase （Cu/Zn-SOD） was isolated from cotton （GenBank Accession Number： DQ445093）. The sequence of cDNA contained 682 bp, the opening reading frame 456 bp, and encoded polypeptide 152 amino acids with the predicted molecular mass of 15.03 kD and theoretical pI of 6.09. The amino acid sequence was similar with the other plants from 82 to 87%. Southern blotting showed that the gene had different number of copies in different cotton species. Northern blotting suggested that the gene had different expression in different tissues and development stages. The enzyme activity was the highest in peak flowering stage. The cotton cytosolic （Cu/Zn-SOD） had lower copies in the upland cotton. The copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing level showed regular changing in the whole development stages; it was lower in the former stages, higher in latter stages and the highest at the peak flowering stage. The curve of the copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing level was consistent with that of the Cu/Zn-SOD enzyme activity. The copper/zinc superoxide dismutase mRNA expressing levels of different organs showed that the gene was higher in the root, leaf, and lower in the flower.     

铜对葡萄酒酿酒酵母的氧化胁迫机制

【目的】研究铜离子对葡萄酒酿酒酵母的氧化胁迫作用,为葡萄酒酿造过程的铜离子控制提供依据。【方法】以模拟葡萄汁为酵母培养基,添加CuSO4分别设置0、0.05、0.10、0.20、0.50和1.00 mmol?L-1Cu2+浓度。另外设置0.50 mmol?L-1 H2O2的处理作为氧化胁迫的对比。【结果】铜胁迫下酿酒酵母细胞内超氧阴离子的产生速率和过氧化氢的含量增加。酿酒酵母膜脂过氧化程度加剧,细胞内丙二醛含量随着铜处理浓度的增加而增加。酿酒酵母细胞内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性在铜胁迫下有不同程度的升高。铜胁迫下谷胱甘肽和甘油在酿酒酵母细胞内大量积累。【结论】铜胁迫刺激酿酒酵母细胞内活性氧的形成,产生与过氧化氢类似的氧化胁迫,而且酵母细胞的抗氧化酶体系和非酶抗氧化系统可协同作用减少细胞受到的伤害。     

铜胁迫对绿豆幼苗生理指标的影响

[目的]研究铜胁迫对绿豆幼苗生理指标的影响。[方法]以不同浓度的铜溶液为培养液,研究Cu2+对绿豆幼苗活性氧清除系统及叶绿素含量的影响。[结果]当Cu2+浓度在0~70 mg/L梯度内,绿豆幼苗的SOD活性、POD活性和叶绿素均呈先上升后下降的趋势,当Cu2+浓度为50 mg/L时,SOD活性和POD活性为最大值,随着浓度增大,活性下降;低浓度Cu2+促进叶绿素的合成,当Cu2+浓度为20 mg/L时,绿豆幼苗叶绿素含量最高,随着浓度增大,叶绿素含量明显下降。[结论]铜胁迫明显影响活性氧清除酶系统,导致绿豆幼苗活性氧代谢失调。     

Cu2+、Cd2+、Hg2+对玉米幼苗生长和抗氧化酶活性的影响

【目的】研究必需元素Cu²⁺和非必需元素Cd²⁺、Hg²⁺对玉米幼苗生长及抗氧化酶活性的影响,探讨玉米抵抗重金属毒害的机理。【方法】用自来水(CK)及高(1 mmol/L)、中(0.5 mmol/L)、低(0.25 mmol/L) 3个浓度的重金属离子Cu²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺溶液滴灌玉米幼苗,处理3 d后测定玉米幼苗根长和叶长、可溶性蛋白和叶绿素含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）的活性,并对根系和叶片中POD同工酶表达的变化进行电泳分析。【结果】与CK相比,3种重金属离子明显抑制玉米幼苗生长,提高根系和叶片中可溶性蛋白含量,对叶绿素含量的影响与其浓度有关。Cu²⁺对玉米根系中SOD活性无明显影响,Cd²⁺和Hg²⁺明显降低了根系中SOD活性。Cu²⁺使玉米幼苗根系中POD活性增强;低浓度Cd²⁺和Hg²⁺使玉米根系中POD活性增强,中、高浓度Cd²⁺和Hg²⁺则使玉米根系中POD活性减弱。重金属对根系中POD同工酶的影响表现为：Cu²⁺无明显影响,Cd²⁺减弱了Rb1和Rb2的表达,Hg²⁺则抑制了Rb1的表达,增强了Rb2的表达,且低浓度Hg²⁺诱导出了Rb3。重金属对叶片中POD同工酶的影响表现为：随着处理浓度的增大,Lb5表达增强,其中Cd²⁺的诱导效果最强;与CK 及Cu²⁺ 和Cd²⁺相比,Hg²⁺完全抑制了Lb6的表达。【结论】Cu²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺对玉米生长及SOD和POD活性的影响,与重金属种类和浓度有关,并存在器官特异性。重金属中必需元素和非必需元素都会影响POD同工酶的表达,但作用机理不同。     

2种养分水平条件下大麦幼苗对重金属铜胁迫的生长响应

以大麦（Hordeum vulgare）幼苗为研究材料,采用10%和35%浓度霍格兰营养液（Hoagland solution）2种养分水平和0、1和10 mg(L^-1 3种铜胁迫水平的正交试验设计,开展为期3周的水培试验,研究养分水平对重金属铜胁迫植物生长的影响。结果表明,与10%霍格兰液相比,35%霍格兰液可提高大麦幼苗在铜胁迫时的生物量积累,增加叶片叶绿素含量以及抗氧化酶活性。但这种缓解作用受铜胁迫水平的影响。在1 mg(L^-1 铜胁迫水平时,提升营养液水平可显著提高植株生物量、叶片叶绿素含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性;而在10 mg(L^-1铜胁迫水平时提升营养液水平亦可显著提高叶片过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性,但对叶绿素含量无影响。此外,铜胁迫对根系生长的抑制作用强于对地上部分的抑制;10%霍格兰液条件下,1 mg(L^-1铜胁迫与无胁迫处理相比可显著增加叶片叶绿素相对含量。提高养分供给是增强大麦耐受铜胁迫能力的一个重要途径。     

硫酸铜蓄积对日本蟳体内保护酶系统的影响

首先根据急性毒性试验确定了硫酸铜对日本蟳Charybdis japonica的安全浓度为0．50mg／L,然后进行了硫酸铜蓄积对日本蟳体内5种组织保护酶系统的影响试验。结果表明：日本蟳体内的保护酶系统由超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）组成,在所有检测的组织中均未发现过氧化物酶（POD）的存在;各组织中SOD、CAT的酶活性显示出高度的组织特异性,SOD的酶活性依次为：心脏〉鳃和肌肉〉性腺〉肝胰脏,CAT的酶活性依次为：性腺〉肝胰脏〉心脏〉鳃〉肌肉;日本蝠体内的保护酶在硫酸铜作用下发生了相应的变化,药物短时间胁迫能对酶产生一定的刺激作用,而长时间胁迫会抑制酶的活性;不同组织对硫酸铜的敏感性不同,鳃、肝胰脏和性腺对硫酸铜的敏感性大于心脏和肌肉的。     

Grafting Increases the Copper Tolerance of Cucumber Seedlings by Improvement of Polyamine Contents and Enhancement of Antioxidant Enzymes Activity

The aim of the study is to determine whether grafting could improve antioxidant enzyme activities and polyamine contents in leaves of cucumber plants（Cucumis sativus L.cv.Xintaimici） under copper stress.Grafted（using Cucurbita ficifolia as rootstock） and ungrafted cucumber seedlings were cultured in deep flow technique（DFT） with the Cu2＋ concentration of 40 μmol L-1.The results showed that on the 9th day of copper stress treatment,the contents of malondialdehyde（MDA） and hydrogen peroxide（H2O2）,superoxide radical（） producing rate,and electrolyte leakage percentage were significantly lower in grafted seedlings in comparison to those of the ungrafted seedlings,whereas the activities of antioxidants such as superoxide dismutase（SOD,EC 1.15.1.1）,peroxidase（POD,EC 1.11.1.7）,ascorbate peroxidase（APX,EC 1.11.1.11）,catalase（CAT,EC 1.11.1.6）,glutathione reductase（GR,EC 1.6.4.2）,and monodehydroascorbate reductase（MDHAR,EC 1.6.5.4） of grafted seedlings were also significantly higher than that of ungrafted seedlings,and the contents of free proline and soluble protein of grafted seedlings were significantly higher than that of ungrafted seedlings.Cu2＋ treatment increased the putrescine（Put） level and lowered the spermidine（Spd） and spermine（Spm） levels,thereby reducing the Put/（Spd ＋ Spm） ratio in leaves of grafted and ungrafted seedlings.Grafting markedly reversed these Cu-induced effects for all three PAs and partially restored the Put/（Spd ＋ Spm） ratio in leaves.These results suggest that grafting can enhance the tolerance of cucumber seedlings to Cu2＋ stress by increasing the activities of antioxidants and the levels of endogenous Spd and Spm,decreasing the Put/（Spd ＋ Spm） ratio and the levels of ROS,promoting free proline and soluble protein synthesis in cucumber seedling leaves.     

藏系绵羊血液中CuZn-SOD酶活性及Cu研究

分别于冷、暖2季,采用黄嘌呤氧化酶法测定高原型藏系绵羊血浆铜锌超氧化物歧化酶的活性,用火焰原子光谱法测定血浆铜含量,以及对血浆铜含量与铜锌超氧化物歧化酶的活性进行相关分析．．结果表明,冷、暖2季血浆铜锌超氧化物歧化酶的活性分别平均为169．8672,278．6128U／mL,血浆铜含量相应分别平均为1．8630,2．1052μg/g,二者均为暖季极显著高于冷季（P〈0,01）;血浆铜含量与铜锌超氧化物歧化酶活性的相关系数为0．7820,呈极显著正相关（P〈0．01）。     

干旱胁迫下玉米幼苗几种生理生化指标的变化

通过对三叶期玉米进行不同程度的干旱处理,分别于24 h和48 h后测定玉米幼苗叶片可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性共6个生理生化指标的变化。结果表明:不同处理玉米幼苗的生理生化指标均出现一定的变化规律,即随干旱胁迫程度的增加和时间的推移,可溶性蛋白、游离脯氨酸和MDA含量均呈增加趋势,SOD、POD和CAT活性总体呈现上升的趋势。     

硒对铜胁迫酿酒葡萄幼苗生理特性的影响

[目的]探讨亚硒酸钠(Na2SeO3)对铜胁迫酿酒葡萄幼苗生理特性的影响,为揭示硒元素缓解酿酒葡萄幼苗铜胁迫作用提供参考依据.[方法]以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区淡灰钙土在温室中盆栽酿酒葡萄赤霞珠,分析添加外源硒(1.0mg/kg)对铜胁迫(300.0mg/kg)酿酒葡萄幼苗叶片光合色素含量、抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)]活性、丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量的影响.[结果]与对照(CK)相比,1.0mg/kg硒处理能提高酿酒葡萄幼苗叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和总叶绿素(Chla+b)含量及POD和CAT活性,降低MDA含量,但对SOD活性和可溶性蛋白含量无显著影响(P>0.05);300.0mg/kg铜胁迫可显著降低葡萄幼苗叶片的叶绿素(Chl)和可溶性蛋白含量(P<0.05,下同),提高Chla/b、抗氧化酶活性及MDA含量;1.0mg/kg硒+300.0mg/kg铜处理的葡萄幼苗叶片Chl和可溶性蛋白含量与CK相当,但均高于300.0mg/kg铜胁迫处理,SOD、POD和CAT活性比300.0mg/kg铜胁迫处理略有降低,MAD含量显著低于300.0mg/kg铜胁迫处理.[结论]铜胁迫条件下,低浓度(1.0mg/kg)硒元素能提高酿酒葡萄幼苗对逆境的耐受力,提高叶片抗氧化酶活性,降低叶片细胞膜质过氧化程度,进而缓解铜对葡萄幼苗的毒害作用.     

水分胁迫对草莓叶片生理特性的影响

以草莓幼苗为材料,研究了不同程度水分胁迫对草莓叶片可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明:随着胁迫程度的增加和胁迫时间的延长,草莓叶片生理特性发生明显变化:水分胁迫下可溶性糖和脯氨酸的积累增加,MDA含量增加,SOD活性呈先升高后下降的趋势。     

铝离子污染胁迫对蚯蚓重要抗氧化酶活性的影响

为了探究铝离子对土壤生态环境中重要的生物——蚯蚓的毒性作用,研究了人工土壤中氯化铝污染胁迫对安德爱胜蚓(Eisenia andrei)过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性的影响。结果表明,氯化铝对蚯蚓CAT酶有一定的激活作用,且酶活随着染毒时间呈现先增后减的变化;对后2种酶则有抑制作用,其中对SOD抑制作用极显著(P<0.01);染毒时间对受铝毒胁迫的蚯蚓的SOD活性具有极显著影响(P<0.01)。     

仁用杏叶不同生育时期主要保护酶活性的变化规律

[目的]研究仁用杏的抗逆性机理。[方法]以5年生发育良好的仁用杏苗木的叶片为试验材料,于硬化期、生长初期和速生期对仁用杏苗木进行铜、锌喷雾处理,采用NBT还原法和邻苯二酚法分别对仁用杏叶片的多酚氧化酶(PPO)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性进行测定,分析了仁用杏叶中主要保护酶PPO和SOD的酶活性在不同生育时期的变化规律。[结果]仁用杏叶经Cu(3)Zn(0)处理后PPO活性显著提高,且在硬化期也保持较高的水平。仁用杏叶经Cu(0)Zn(3)处理后PPO活性的增强很小甚至表现负作用。仁用杏叶经过Cu(0)Zn(3)处理后SOD的活性有显著提高,生长初期的SOD活性明显高于硬化期和速生期。[结论]锌对仁用杏叶内SOD的活性的增强作用比较显著,铜、锌通过PPO和SOD的活性的改变影响仁用杏苗木生长,从而提高苗木抗逆性。     

金露梅耐盐生理特性的研究

研究了金露梅在不同浓度的NaCl胁迫下的生理生化效应。结果表明:随着NaCl处理浓度的增加以及胁迫时间的延长,金露梅叶片中的膜透性、游离脯氨酸含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性呈缓慢下降趋势;过氧化物酶(POD)活性呈先下降后上升趋势;丙二醛(MDA)、可溶性糖含量呈先上升后下降趋势。研究证实了膜透性、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、SOD及POD活性是金露梅5个重要的耐盐生理指标;可溶性糖含量变化幅度较小,可作为金露梅耐盐性鉴定的参考指标。