食物源性铜、锌对鸡体内铜代谢的影响

实验结果表明:鸡饲料中添加的铜越多,向胆汁排泄的铜越多,肝脏对铜并无显著的积累作用。当鸡饲料中补充锌以后,可以诱导肠粘膜浆液中金属硫蛋白(MT)结合更多的铜。但若先以锌诱导MT合成,然后再同时补充铜时,与MT结合的铜并无明显增多,胆汁中排出的铜还略有下降,肝脏中亦无过多铜的积累作用。因而提示锌有占位性结合在肠粘膜浆液中MT上,妨碍了它进一步与铜结合。并减少铜的真性吸收。     

植物的铜稳态研究综述

微量元素在植物生长发育过程中是必不可少的,因此研究植物内各种微量元素的稳态具有重要意义。铜在光合作用、呼吸作用、乙烯感应、活性氧清除和细胞壁重塑中发挥重要作用。铜的运输是由一组进化上高度保守的转运蛋白和金属伴侣共同完成的。由于根中转运蛋白的调控和高铜含量土壤非常稀缺,使得植物组织中的铜含量一般不会过高。然而,铜的利用率低会降低植物的生产能力。由于某些功能保守的基因的控制,植物会响应铜缺乏的外界环境。植物主要通过Ctr/COPT铜转运家族转运蛋白家族从细胞外吸收铜,之后由铜伴侣蛋白及P型ATP酶将铜运输到各细胞器中。铜在木质部的运输及铜从衰老叶片到嫩叶与生殖组织中进行的再分配都须要烟酰胺发挥作用。此外,铜的再分配过程须要黄色条纹状(yellow stripe-like,简称YSL)转运体及铜伴侣蛋白CCH的参与,其中CCH蛋白存在于植物的韧皮部。当铜供给不足时,植物中增加铜吸收的系统会被激活,并且使铜能更有效地被利用。一些参与铜调控的小分子RNA会下调某些不重要的铜蛋白的表达量。低铜条件下,主要的铜应答转录因子SPL7既可以激活参与铜吸收的基因的表达,又可以上调某些Cu-microRNAs的表达量。这种调节允许光合自养生物生长所需的最重要的含铜蛋白质(如质体蓝素)在一定的铜浓度范围内保持活性,这更有利于植物的生长。植物中铜过量会造成活性氧的快速积累,活性氧会破坏核酸、氧化蛋白并导致脂质过氧化,从而影响细胞的诸多功能,对细胞产生毒害。细胞内铜过量时会上调金属硫蛋白(metallothionein,简称MT)的表达以减少细胞质中游离铜离子的含量。主要阐述植物中铜稳态的作用及其研究进展,以及植物对铜的吸收与再分配过程,同时对铜在细胞内的传递及细胞内铜稳态的调控进行简单概述。并对大部分重要的含铜蛋白的研究进行简要描述。由于高等植物中铜蛋白的研究报道还较少,因此对植物中铜稳态的研究概述可以加强研究者对含铜蛋白质生物学功能的了解,同时也可以为进一步阐明植物吸收利用铜的分子机制提供依据。     

铜缺乏奶牛肝脏金属硫蛋白的层析特征

为阐明金属硫蛋白在铜缺乏奶牛肝脏中的代谢特征，选择铜缺乏区有明显临床症状的奶牛6头，采集肝脏样品后用差速离心法分离肝脏金属硫蛋白，以Sephadex-G75进行层析纯化，测定洗脱液中蛋白质、巯基含量、紫外光扫描值、216nm和260nm处吸收峰值及荧光扫描值。将6头健康奶牛的肝脏样品作为对照。结果表明，发病奶牛肝细胞浆Sephadex-G75凝胶层析液第1峰值各管中蛋白含量显著高于对照组，但第2、第3峰值各管中蛋白含量显著低于对照组；巯基含量的检测也显示了类似的结果。发病奶牛紫外吸收值及荧光吸收值出现第2峰或第3峰，且其含量显著高于对照。结论：铜缺乏能够改变奶牛肝脏中金属硫蛋白的代谢。     

重金属中毒体内解毒机理研究——金属硫蛋白在动物铜、镉中毒与解毒中的作用

金属硫蛋白(Metallo thioncin,MT)是动物体内泛在性蛋白质,能捕获进入体内的重金属如铜、镉等。起固定、保存重金属元素、解除离子态重金属的毒性作用,三硫钼酸钠可以使与金属硫蛋白结合的铜、镉解离,但MT的分子量不变。离开MT后的金属离子可进入血液,与白蛋白结合,使血浆铜浓度及血浆三氯醋酸(TCA)沉淀物中铜浓度升高,更多的铜则进入胆汁,经粪便排出体外。硒酸钠和亚硒酸钠有类似的作用,可使与MT结合的镉解离,并转移到结合强度较小,而分子量较大的蛋白质上,有一定的促进镉排泄的作用。因此,血浆铜及血浆TCA沉淀物中铜浓度升高,可作为监测钼诱导缺铜病早期阶段的指标,硫钼酸钠可作为绵羊、山羊铜中毒,人的Wilson氏病的特效治疗药,亦可作为鱼铜中毒时的去铜剂,甚至可望成为慢性镉中毒的去镉剂。     

金属硫蛋白及其生物学功能

金属硫蛋白能够清除体内自由基、缓解动物应激、调控体内微量元素代谢及重金属解毒、调控机体发育。文章介绍了金属硫蛋白的理化性质、主要功能及其应用。     

微量元素锌与基因表达

锌可作为配基参与构成锌指蛋白和锌结合转录因子,并以此调控基因表达。日粮锌对金属硫蛋白基因表达有显影响。用差异ｍＲＮＡ显示技术能够鉴定哪些基因是锌反应基因。     

植物细胞的皂苷反应研究进展

天然皂苷具有广泛的药理学性质,细胞毒性和皂苷化学预防的作用由一个信号传导途径来调节,这在动物细胞中的作用十分显著。一氧化氮、锌和金属硫蛋白是机体内重要的生物活性因子,它们之间存在着相互作用,一氧化氮能够与金属硫蛋白形成稳定的化合物,引起蛋白质的构象变化和锌的选择性释放,同时参与细胞氧化应激反应,金属硫蛋白除了在重金属解毒上的作用外,还具有抗氧化作用,锌和一氧化氮可以调控金属硫蛋白的表达。植物细胞和动物细胞在皂苷反应方面有共同特点,但植物细胞对皂苷和相关信号传导通路的反应很少,机制也不明确,有待进一步研究。就一氧化氮、金属硫蛋白和锌在植物细胞皂苷反应中的作用加以论述。     

日粮添加高水平硫酸锌和纳米氧化铜对鸡脏器组织锌铜沉积的影响

 【目的】研究高锌（硫酸锌）常铜（纳米氧化铜）日粮对鸡脏器组织铜锌含量的影响,探讨Zn2+与纳米氧化铜在消化道吸收时的互作关系。【方法】选取1日龄SPF白莱航蛋用公雏120只,随机分为4组,每组5个重复。1组为对照组,饲喂基础日粮（以纳米氧化铜的形式添加铜8 mg•kg-1）;2—4组为高锌组,以ZnSO4•7H2O的形式分别在基础日粮中添加锌250、500和1 000 mg•kg-1。【结果】日粮添加锌250—1 000 mg•kg-1,受试鸡肝、腺胃、十二指肠和空肠中锌和金属硫蛋白含量显著高于对照组（P＜0.01或P＜0.05）,鸡十二指肠铜含量极显著高于对照组（P＜0.01）。日粮添加锌1 000 mg•kg-1时,空肠铜含量极显著高于对照组和日粮锌添加组（锌添加量分别为：250和500 mg•kg-1,P＜0.01）。试验至42 d,日粮添加锌500和1 000 mg•kg-1时,鸡肝脏铜含量极显著高于对照组和日粮锌添加组（锌添加量为：250 mg•kg-1,P＜0.01）。日粮锌水平与鸡肝脏、十二指肠、空肠和腺胃锌含量呈显著正相关（P＜0.05）,与十二指肠、空肠铜含量呈显著正相关（P＜0.05）,与肝脏铜含量呈正相关（P＞0.05）,与十二指肠、腺胃和空肠金属硫蛋白含量呈正相关（P＞0.05）。肝脏金属硫蛋白含量和铜含量呈极显著正相关（P＜0.01）;十二指肠、空肠金属硫蛋白含量和铜含量呈正相关（P＞0.05）。【结论】日粮添加高水平硫酸锌没有拮抗鸡对纳米氧化铜的消化吸收,纳米氧化铜在消化道可能是以纳米颗粒的形式吸收。     

蒺藜苜蓿中CDF家族锌转运体MtMTP3的鉴定和表达调控分析

植物体内阳离子扩散协助蛋白(cation diffusion facilitator proteins,CDF)也称为金属耐受蛋白(metal tolerance protein,MTP),在提高植物对锌抗性和调节锌在植物体内分布起到重要作用。本研究根据拟南芥AtMTP1基因序列从模式豆科植物蒺藜苜蓿基因组中鉴定了一个CDF家族锌转运体基因MtMTP3。生物信息学分析表明MtMTP3编码385个氨基酸,属于CDF家族锌转运体;酵母功能互补实验证实MtMTP3具有转运Zn的功能;基因表达检测结果显示MtMTP3主要在蒺藜苜蓿根部表达,高浓度Zn、Mn或者缺Fe处理均能促进MtMTP3的表达,表明该蛋白与根部重金属转运有关;RT-PCR和定量PCR检测结果显示该基因在低磷条件下表达量升高,接种丛枝菌根真菌能显著抑制MtMTP3表达,即使在高浓度锌处理下,MtMTP3表达也明显受到抑制。这些研究结果表明,丛枝菌根真菌可能通过促进磷吸收,进而调控MtMTP3基因的表达。     

镉诱导黄瓜金属硫蛋白的分离、纯化和鉴定

[目的]通过不同浓度Cd2+诱导黄瓜产生金属硫蛋白,探寻植物金属硫蛋白含量与Cd2+浓度关系。[方法]用不同浓度Cd2+诱导黄瓜幼叶组织产生金属硫蛋白,经Sephadex G-50凝胶过滤层析纯化后用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定黄瓜金属硫蛋白的分子量。[结果]1 000 mg/LCd2+诱导黄瓜幼叶产生金属硫蛋白的产量最高,可达2.62μg/g。黄瓜金属硫蛋白的分子量为9.5 kD。[结论]黄瓜是一种对Cd2+敏感的植物。Cd2+诱导的金属硫蛋白含量与Cd2+浓度呈正相关。     

紫鸭跖草细胞中铜的分配和化学形态特征研究

[目的]为从Cu在组织细胞中的分配特征和结合形态的角度揭示紫鸭跖草超积累Cu的机理。[方法]利用差速离心技术研究Cu在紫鸭跖草中的亚细胞分配特征,并运用化学试剂顺序提取法和酶解法研究Cu在紫鸭跖草根和叶中的赋存形态。[结果]根部Cu的分布位点主要是细胞壁,占根部全Cu的1/3以上;而叶部以叶绿体中的Cu占叶片全Cu的比例较大,约为1/4。在高浓度Cu处理或处理时间延长的情况下,根细胞中Cu向细胞壁的分配增多,向质体中的分配减少;而叶细胞中Cu向叶绿体中的分配增多,向细胞壁的分配减少。叶片中Cu主要与氨基酸、小分子色素、蛋白质、多糖等结合;而根部Cu主要与纤维素、膜结合蛋白等细胞壁物质结合。[结论]Cu在细胞内的分配和存在形态可能是紫鸭跖草超积累Cu的重要机理之一。     

铜对苋菜气孔气体交换的影响

[目的]探究铜胁迫对苋菜生理过程的影响。[方法]用土培的方法,研究铜对苋菜幼苗气孔气体交换和光合色素的影响及铜在植物体的分布。[结果]0.5 mmol/kg铜处理对苋菜生长有利;随着铜浓度的增加,苋菜净光合速率明显降低,主要归因于非气孔限制;蒸腾速率、光饱和点、表观量子效率和光合色素含量下降,光补偿点升高;暗呼吸速率在0.5~2.0 mmol/kg下升高,在4.0 mmol/kg下降低;苋菜根系铜含量远高于叶片,且随着铜处理浓度的升高,根系和叶片铜含量明显增加。[结论]该研究为苋菜种植和探讨铜对植物毒害的生理机制提供依据。     

铜对苋菜生长、光合作用和矿质含量的影响

[目的]了解铜对植物生长的抑制作用。[方法]以苋菜品种红苋为试材,采用盆栽试验,分4次添加CuSO4溶液,使土壤铜浓度达到4.0 mmol/kg,研究铜处理对苋菜生长、光合作用和矿质含量的影响。[结果]18 d龄苋菜幼苗经4.0 mmol/kg铜处理7 d后,叶的扩展受到明显抑制。尽管第3对叶(TL)比第2对叶(SL)铜积累量高,但TL净光合速率下降程度低于SL。铜处理后,叶片因扩展速度减慢而成为弱库,淀粉和蔗糖在叶片中积累,使光合作用受到反馈抑制,而根系糖含量变化不大。铜主要在根系中积累,过量的铜影响苋菜对钙、钾和镁矿物质的吸收和向上转运,从而明显影响矿物质在苋菜体内的分布。[结论]铜处理造成苋菜对矿质养分吸收的不平衡,并减少向上的转运量。     

铜离子对水培青菜幼苗生长的影响

用溶液培养的方法研究了铜离子对青菜幼苗生长的影响及铜在植物体内的分布和积累情况。结果表明:3μmol/LCu2+即显著抑制根系的伸长,10μmol/LCu2+抑制青菜地上部生长,与对照相比,10μmol/LCu2+处理并不能显著降低根系生物量;5μmol/LCu2+处理,叶绿体色素的含量显著降低,10μmol/LCu2+使叶绿体色素的含量减少为对照的60%;青菜根系铜含量远大于地上部,且随着铜离子处理浓度的升高,根系和地上部的铜含量显著增加。     

铜在青菜体内的分布与存在形式研究

用溶液培养的方法研究了青菜对铜的吸收、分布 ,以及铜在青菜体内的存在形式。结果表明 :青菜根系铜含量远大于地上部 ,随着铜处理浓度的升高 ,根系和地上部的铜含量显著增加。青菜根系中的铜主要与小分子物质结合 ,但这些物质并不是由铜诱导产生的。     

桂林市柑橘园植株和土壤铜含量分析

了解桂林市柑橘园土壤与植株的铜含量现状,为含铜肥料、农药的使用提供科学依据,对桂林市柑橘园不同品种、不同树龄的植株叶片、根系和园区耕地表层土壤进行了铜含量分析。结果表明：桂林市柑橘园植株叶片铜含量极不均匀,介于3.4～72.2 mg/kg,平均7.89 mg/kg,且含量与树龄呈正相关;根系铜含量较丰富,平均19.81 mg/kg,无缺铜现象,也不存在过量现象,含量也与树龄呈正相关;土壤有效铜含量范围在0.80～22.41 mg/kg,平均6.37 mg/kg,为高含量水平;同时发现耕作层土壤有效铜含量与土壤成土母质、土壤pH值、土壤有机质含量有关;土壤有效铜与植株铜含量呈显著正相关关系。     

芹菜乙醇提取液对果蝇驱避·触杀·熏蒸效果

[目的]为开发研制功能性芹菜源农药提供理论依据和试验数据。[方法]以果蝇为试验对象,研究并比较芹菜原汁和不同浓度的芹菜乙醇提取液对果蝇的驱避、触杀、熏蒸作用。[结果]随着浓度的增加,芹菜提取液对果蝇的驱避作用增强,驱避效果达100%,而芹菜原汁对果蝇的驱避效果为80%。芹菜原汁及不同浓度的芹菜乙醇提取液对果蝇的触杀效果均为0。在芹菜原汁和乙醇提取液的熏蒸作用下,果蝇在短时间内死亡。[结论]芹菜的乙醇提取液对果蝇的驱避效果和熏蒸效率果均可达到100%,并且随着浓度的增加,驱避效果增强。     

外源不同形态钙及钙铜同施对番茄叶片和果实钙含量及产量的影响

以番茄为材料,外源喷施不同形态钙及钙铜同时喷施,研究缺钙条件下（砂培）外源喷施不同形态钙及钙铜同施对果实和幼叶中钙含量和产量的影响。结果表明,与叶面喷施无机钙相比,钙铜同施提高了番茄叶片钙含量;与叶面喷施无机钙+铜相比,叶面喷施糖醇钙+铜,钙在生长中心和果实中的含量增加,叶面喷施糖醇钙+铜促进幼叶和果实对钙的吸收,同时延长了番茄的盛果期。     

家蚕微孢子虫转宿主果蝇的研究

1材料与方法 1．1材料与处理家蚕微孢子虫材料由西南大学蚕学与系统生物学研究所馈赠,野生型和突变型果蝇由重庆师范大学生物细胞生物学教研室提供。孢子经过percoll分离纯化后,采用细胞计数板取大约10^8个孢子虫,经0．2molKOH活化10min后,加入到预先配制好的5．0ml玉米粉培养基中。     

对艾草生物活性的研究

[目的]为开发艾草源绿色农药提供理论依据。[方法]采用超声波提取法制备艾草乙醇提取液,研究艾草提取液对果蝇的驱避作用、触杀作用、熏蒸作用。[结果]艾草的乙醇提取液对果蝇具有很强的驱避作用,随着剂量的增加和时间的延长,其效果增强。试虫点滴艾草提取液后有明显的中毒反应,先是多动不安,之后逐渐停止活动,且取食量减少;随着时间的延长,艾草提取液对果蝇的触杀效果增强。熏蒸过程中试虫很快出现中毒症状,不断抖动翅膀和爬动,逐渐停止活动,最后死亡。[结论]艾草对果蝇具有较强的驱避、触杀、熏蒸作用,且无毒、无残留,不污染环境,可以用来开发绿色农药。