植物花器官中的细胞程序性死亡

细胞程序性死亡(Programmed cell death, PCD)是植物发育过程中的一种普遍现象.本文结合近年研究,对植物花器官中的PCD作了介绍.     

植物类病变突变体及其信号传导途径

植物类病变突变体是研究细胞程序性死亡和防卫反应的理想材料。越来越多的研究表明,类病变突变体易受环境因子和遗传背景的影响。本文综述了植物类病变突变体的发生机制及相关的信号传导途径,以期对植物超敏反应的研究提供有益的借鉴。     

十字花科植物黑斑病的研究进展

十字花科植物黑斑病是由死体营养型致病菌链格孢属(Alternaria spp.)真菌侵染引起的重要病害之一。链格孢菌侵染植物的过程,首先通过释放毒素诱导侵染处植物细胞的程序性死亡,再通过细胞壁降解酶分解死亡的细胞。同时,植物也会通过激发先天性免疫反应,调节植物内源激素和植物抗毒素等分子抵御病菌的侵染。本文重点综述了链格孢菌侵染十字花科植物过程中,双方在基因组(致病和抗病基因)、转录组(调控因子)、代谢组(毒素和抗毒素)和蛋白组(酶类)等方面的相关变化及其作用机制,以期为培育抗黑斑病的十字花科蔬菜提供有价值的参考。     

铝胁迫下丹波黑大豆根尖细胞线粒体参与细胞凋亡的研究

细胞凋亡(apoptosis)也称程序性细胞死亡(programmed cell death,PCD),对于生物体正常发育和繁殖是必不可少的,也受各种生物和非生物胁迫所调控。铝胁迫是酸性土壤中影响植物生长和限制作物产量的一个主要因子,铝对细胞的毒害之一是诱导程序性细胞死亡。本研究通过用4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-diamidino-2-phenylindole,DAPI)染色观察铝胁迫下丹波黑大豆(Glycine max)根尖细胞细胞核和线粒体中细胞色素c(cytochromec,Cytc)含量等的变化。结果表明,铝胁迫下,丹波黑大豆根尖细胞DAPI染色后细胞核在细胞边缘聚集,核内的染色质凝聚呈新月状,分布在核内周边,呈致密浓染。大豆根尖细胞线粒体中的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量均随着铝处理浓度和时间的增加呈上升趋势,表明大豆根尖细胞线粒体膜氧化程度增加,膜系统损害更严重。线粒体Cytc/a的比值能够反映线粒体内膜上Cytc量的变化。铝胁迫下,大豆根尖细胞线粒体膜通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)不断开放,线粒体膜电位(ΔΨm)降低,线粒体膜的完整性被破坏,促使Cyt c从线粒体内膜上脱落下来,线粒体中的Cytc/a和Cytc含量减少,Cytc有可能通过线粒体膜从线粒体释放到细胞质中。这些研究结果从细胞和生理水平揭示了线粒体和Cytc在铝诱导丹波黑大豆根尖细胞发生凋亡过程中的作用,进一步阐明了铝胁迫诱导丹波黑大豆根尖细胞凋亡的过程,加深了铝毒对植物毒害机理的认识。     

ABA、H_2O_2和NO在植物细胞凋亡中的作用

在特定时间和区域内细胞自主地发生凋亡或死亡现象,这是植物抵御生物和非生物胁迫的基本机制。环境信号因子,如日照、强光、UV、重度污染等环境信号分子,通过刺激胞内效应物的形成会引起果实细胞发生凋亡或死亡现象。一些信号分子,如Ca2+、H2O2、NO和ABA可能是诱导植物细胞发生凋亡的重要内在因子。但到目前为止,我们对这些诱导植物细胞凋亡因子的作用机制知之甚少。本文综述了ABA、H2O2和NO的产生、在环境胁迫下的作用以及在植物细胞凋亡中的相互作用。     

植物类病斑突变体的信号途径与抗病性研究进展

本文综述了与植物类病斑突变体相关的抗病信号转导途径,包括水杨酸途径、乙烯茉莉酸途径、活性氧的调节、程序性细胞凋亡,特别是过敏反应与植物抗病性的联系。类病斑一直作为一种抗性初始选择策略加以利用,这些发生机理的深入阐述,可望为定向选择出具有育种直接利用的抗病材料提供理论指导。     

基于数字基因表达谱筛选黄瓜中水杨酸诱导基因

本文通过筛选水杨酸诱导黄瓜叶片差异表达基因(DEGs),旨在揭示水杨酸提高黄瓜抗病性机制和信号转导过程.以抗霜霉病黄瓜东农649为试材,无菌培养幼苗至4叶期,喷施5 mmol·L-1的水杨酸,喷施前和喷施后3、12和24 h分别采取叶片,提取总RNA,制备cDNA文库,应用Illumina高通量测序技术对水杨酸处理前后的4个叶片cDNA文库进行差异基因数字表达谱分析.结果表明,SA诱导了多数与叶绿体和细胞壁相关基因的下调表达和多个与抗病相关基因的上调表达,对受体激酶、细胞色素P450、脂氧合酶和脂转运蛋白等信号转导相关基因的表达均有显著影响.本研究获取了丰富有效的数据,初步筛选的DGEs涉及到植物的PCD(程序性细胞死亡)、信号转导、系统获得性抗性(SAR)形成等过程,证实了SA与上述过程有密切关系,为最终揭示SA提高黄瓜抗病性机制奠定了基础.     

一氧化氮与植物激素的相互作用及其关系

NO在植物的生长发育、生理及信号传递过程中有着重要的调节作用。本文通过从植物根系的生长、种子萌发、程序性细胞死亡、光形态的建成、气孔的关闭及抑制其开放、成熟和衰老等方面对一氧化氮（NO）作为植物激素下游的信号分子发挥的生理功能进行了综述,进而对NO与植物激素生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸以及乙烯的相互作用加以讨论,来阐明NO与植物激素之间的关系,并对未来的研究方向作出展望,为NO与植物激素关系的研究提供理论参考。     

镉诱导拟南芥根尖过氧化氢积累导致植物根生长抑制

以模式植物拟南芥为材料研究了植物主根对不同浓度镉胁迫的响应。结果表明,随镉浓度的升高,植物主根生长受到明显抑制,胎盘兰染色表明高剂量的镉造成主根根尖细胞死亡。进一步二氨基联苯胺(DAB)染色发现镉胁迫诱导植物根尖大量积累过氧化氢,而在胁迫培养基中加入维生素C可显著改善植物根的生长、降低过氧化氢积累,并减少镉诱导的根尖细胞死亡。上述结果表明,镉胁迫诱导的拟南芥主根生长抑制很可能是由于根尖细胞过氧化物积累所致。     

鉴定导致程序性死亡的线性级联信号通路中的三个MAPKKKs

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联通路是真核细胞生物中一种非常古老并且进化高度保守的信号转导机制,普遍存在于多种生物,包括酵母,哺乳动物和植物细胞中。当细胞外刺激作用于细胞时,在细胞内以 MAPKKK-MAPKK-MAPK 为主干,通过多级激酶级联激活MAPK,激活的 MAPK 可通过磷酸化转录因子或多种酶类等底物来参与介导细胞生长、发育、分裂、分化、死亡等多种生理过程。在植物中,MAPK 信号通路与植物对各种生物和非生物胁迫的响应有关,例如植物病原菌的侵染等。     

1960-2013年中国东南沿海地区年内降水集中度和集中期的时空变化特征

[目的]揭示中国东南沿海地区降水集中度(PCD)和集中期(PCP)时空变化特征,为科学应对旱涝灾害和水资源利用等提供依据.[方法]基于东南沿海地区46个气象台站的逐日降水量资料,采用Morlet小波分析、EOF等气候分析方法对1960-2013年东南沿海降水集中度和集中期时空变化特征进行分析.[结果]在时间变化上,PCD波动幅度介于0.10～0.25,存在13～16 a,19～23 a和33～35 a的周期变化;PCP波动幅度介于139.5～208.2,存在13～16 a和25～30 a的周期变化.在空间变化上,PCD具有明显的地域分异特征,PCP空间差异性大.[结论]1960-2013年中国东南沿海地区降水集中度在增强,且沿海地区值大于内陆地区;降水集中期稳定波动,空间上变化具有一致性.     

Influence of boron deprivation on Hg stress-induced programmed cell death in suspension-cultured tobacco BY-2 cells

Some agricultural regions in large areas deficient in Boron (B) also present a risk of contamination of soils with excess mercury (Hg). The purpose of this study was to explore whether Hg stress induces programmed cell death (PCD) in tobacco BY-2 (Nicotiana tabacum L. cv. Bright Yellow-2) cells and the influence of B deprivation on mercury (Hg) stress-induced PCD. It was shown that the BY-2 cells exposed to 30 μM mercury chloride (HgCl₂) underwent PCDand in the meantime, the expression changes of PCD-related genes were found. Meanwhile, Hg stress in combination with B deprivation can cause much higher proportion of cells to undergo PCD than Hg stress alone. Accompanied with PCD, the HgCl₂-stressed cells under B deprivation accumulated more H₂O₂ and lipid peroxides than control cells. Our results suggest that HgCl₂ can induce PCD in tobacco BY-2 cells, that B deficiency would enhance this effect, and oxidative damage is directly involved in the PCD process.     

新疆阿勒泰地区汛期降水集中度和集中期的时空变化特征

利用新疆阿勒泰地区7个台站1961-2007年5-9月（第25-54候）逐侯降水资料,分别讨论全区和各站汛期降水集中度和集中期在时间和空间上的分布特征和变化规律。结果表明：降水集中度（PCD）和集中期（PCP）能够定量表征降水量在时空场上的非均一性。阿勒泰全区汛期降水平均集中度为0.205,平均集中期为第38.12侯。平均集中度空间分布不均匀,东部比西部大;平均集中期基本一致,阿勒泰、福海站比其它站略偏晚。利用Morlet小波变换求出阿勒泰全区及各站PCD和PCP的变化周期,周期在空间分布上表现出较大的地域差异。通过降水距平与集中度和集中期的相关合成分析表明,大部分站的集中度和集中期与汛期降水距平呈负相关;多水年的集中度比少水年小,多水年的集中期比少水年早,但空间分布存在相同和不同之处。     

淮河流域汛期候尺度降水集中度与集中期的时序变化特征

降水分布的不均匀性特征是水循环研究的热点问题,也是区域旱涝防灾与水资源利用的重要依据。基于淮河流域30个气象测站点1960-2014年汛期（5-8月）的逐日降水数据,采用降水集中度指标、趋势与突变检测以及小波周期方法,分析了淮河流域近55 a来汛期降水集中特性的时序变化特征。结果表明:（1）汛期降水年际间波动频繁,变幅较大,1970s和1990s为汛期雨量偏低时期,而2000s以来是汛期降水量最高的时代。（2）降水集中度波动较大,呈微弱减小趋势,以1960s为最集中,1980s最低,1983年出现一次较为明显的突变过程。多年平均降水集中期出现于7月上旬的38候;集中期以1980s为最偏早,1990s以来都较为偏迟,在1990年为明显的突变过程,此后集中期总体推后。（3）集中度在1960s中期具有2 a左右的周期,在1991-2004年存在3~5 a左右的周期。集中期在1970s后段存在2 a左右短周期,而在1970-1982年存在显著的6~9 a左右稍长周期。集中度与集中期在1975-1985年还具有显著的4~5 a左右正相位共振周期。     

Immunoaffinity column coupled with solution fluorometry or liquid chromatography postcolumn derivatization for determination of aflatoxins in corn, peanuts, and peanut butter: collaborative study

An AOAC/IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) collaborative study was conducted to evaluate the effectiveness of an immunoaffinity column for the determination of aflatoxin. The test portion is extracted with methanol-water (7 + 3), filtered, diluted to less than 30% methanol with water, and applied to the affinity column. The column is washed with water and the concentrated aflatoxins are eluted with methanol. Total aflatoxins are determined by solution fluorometry with bromine (SFB), and individual toxins are determined by reverse-phase liquid chromatography with postcolumn derivatization with iodine (PCD). Corn naturally contaminated with aflatoxins, and peanuts, peanut butter, and corn containing added aflatoxins (B1:B2:G1:G2 = 7:1:3:1) were sent to 24 collaborators in the United States, France, Canada, and the Republic of South Africa. Twelve collaborators used the SFB method, 9 used the PCD method, and 3 used both SFB and PCD methods. Twenty collaborators completed the study (10 used the SFB method, 7 used the PCD method, and 3 used both SFB and PCD methods). Test portions were spiked at 10, 20, and 30 ng/g. For SFB analyses, recoveries of total aflatoxins were 123, 105, and 107%, respectively; the relative standard deviation for repeatability (RSDr) ranged from 11.75 to 16.57%, and the relative standard deviation for reproducibility (RSDR) ranged from 10.97 to 33.09%. For PCD analyses, recoveries were 81, 81, and 83%, respectively; the RSDr ranged from 5.20 to 17.22%, and the RSDR ranged from 4.68 to 50.77%. The RSDr for aflatoxins B1 and G1 for spiked test portions ranged from 5.45 to 23.55%, and the RSDR ranged from 4.21 to 57.28%.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)     

长江三角洲典型地区土壤性质对土地利用变化的响应—以江苏省锡山市为例

以锡山市为分析样区,对土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾等7个指标对旱地变为未利用地、水田变为菜地、水田变为旱地、水田变为林地和水田变为未利用地等五种变化方式的响应进行了研究.结果表明,土地利用变化对土壤性质有显著影响,但不同变化方式对各指标的影响方向及影响程度不同：（1）水田变为菜地、旱地和林地使土壤向酸化方向发展,土壤pH分别降低0.47、0.78和0.17;旱地和水田变为未利用地分别使土壤pH提高0.24和0.74;（2）水田变为未利用地、菜地和林地分别使有机质降低3.83、3.18和0.35 g kg^-1;水田变为旱地、旱地变为未利用地分别使有机质含量增加7.58和1.07 g kg^-1;（3）旱地变为未利用地、水田变为菜地和未利用地分别使全氮降低0.31、0.08和0.11 g kg^-1;水田变为旱地和林地分别使全氮提高0.41和0.04 g kg^-1;（4）旱地变为未利用地使全磷有微小幅度的降低,降低量为0.01 g kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地后不同程度地提高全磷含量,增加量分别为0.23、0.08、0.23和0.09 g kg-1;（5）旱地和水田变为未利用地分别使速效氮降低2.38和7.62 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地和林地分别使速效氮增加11.61、34.51和18.26 mg kg^-1;（6）旱地变为未利用地使速效磷降低3.70 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地分别使速效磷增加45.16、7.54、40.55和10.94 mg kg^-1 ;（7）旱地变为未利用地以及水田变为菜地、旱地、林地和未利用地均使速效钾含量有所增加,增加量分别为8.75、77.44、32.28、160.4和27.59 mg kg^-1.     

Preparation and Solubility of Phosphorylated β-Cyclodextrins

β-Cyclodextrin (CD) was phosphorylated with phosphoryl chloride in aqueous alkaline media at different temperatures and pH values. The phosphorylated cyclodextrin (PCD) were characterized by phosphorus contents and positions of substitution as determined by ³¹P-NMR spectroscopy. Reaction of CD with equivmolar POCl₃ for 3 hr at pH 12 and 45°C yielded in a PCD with a phosphorus content of 5.67%. The ratio of monoand diphosphate esters increased when the reaction temperature was raised from 25 to 60°C. The monoesterified phosphate groups were mainly located at C-6 of the anhydroglucose units when the reaction pH was 11 or 12. Reactions at pH 10, however, led to a higher degree of substitution at C-2 than at C-6. Phosphorylation enhanced the water solubility of CD. Solubility of a PCD (5.65% phosphorus) was 35% at pH 8 and 25°C. Simultaneously, solubility of the PCD in 25% ethanol in water was much greater than unsubstituted CD (22.3 vs. 2.8%). The PCD enhanced the water solubility of nonpolar compounds, such as β-carotene.     

Determination of oxyfluorfen herbicide and oxyfluorfen amine residues in garbanzo beans by liquid chromatography

Oxyfluorfen and oxyfluorfen amine were determined by liquid chromatography (LC) with ultraviolet (UV) and photoconductivity detection (PCD). A simple extraction procedure acceptably recovered both analytes from garbanzo beans over a wide range of fortifications (0.05 to 20 ppm) (83 +/- 4 for oxyfluorfen; 85 +/- 4 for oxyfluorfen amine). Percent recoveries decreased slightly as the fortification level decreased. Both analytes could be determined simultaneously at a concentration greater than 0.2 ppm in garbanzo beans. Detection limits were 3 ng for oxyfluorfen and 100 ng for oxyfluorfen amine using LC/UV, and 12 ng for both oxyfluorfen and oxyfluorfen amine with LC/PCD. Different knitted reaction coils and photoreactors were evaluated. Photoproduct yields and identification were determined by ion chromatography. The LC/PCD method measures oxyfluorfen and oxyfluorfen amine separately and has a shorter analysis time, while the standard method using gas chromatography measures total residues and is more sensitive.     

基于降水集中度方法的安徽省主汛期降水时空特征分析

利用安徽省1961-2009年6-8月降水资料,运用降水集中度和集中期分别讨论了主汛期降水时空分布特征和变化规律,并对多雨年和少雨年的集中度进行了比较。结果表明:降水集中度(PCD)和集中期(PCP)能够定量地表征降水量在时空场上的非均一性。安徽省主汛期降水集中度和集中期总体呈由南向北增大的空间分布;全省平均PCD值和PCP值的年际和年代际变化均较明显。PCD的EOF展开前三个特征向量累积方差贡献率达57%。第一特征向量表现为全省一致性,而第二特征向量表征为南北反相,第三特征向量表征为南北和中间反相。合成分析表明,多雨年的PCD值比少雨年大,而多雨年PCP值比少雨年小。总体来看,通过PCD和PCP提取最大降水重心及对应时段,为分析极端降水事件形成机制提供依据。