植物草酸代谢及调控研究进展

很多植物中都含有草酸,其代谢、运输、分泌的机理,具有重要的理论和实际意义。综述了植物草酸代谢及调控机理的研究近况,并对其研究前景作出了展望。     

草酸在植物体内的累积代谢及生理作用研究进展

草酸是植物体内普遍存在的一种成分,早期的研究认为草酸是植物的一种代谢终产物,没有明显的生理作用,但近年来的研究发现它在植物的生物和非生物胁迫中具有重要的生理作用和生态学意义。本文对植物体内草酸的含量、形态、分布、代谢、生理作用、生态学意义及对人体健康的影响等方面的研究进展作一综述。     

5种植物叶片不同采集时期草酸氧化酶的活性与性质

研究了红丝线、南板蓝、紫金牛、大叶落地生根和柳叶白前5种药用植物3个采集时期的草酸氧化酶活性及部分性质,为植物材料草酸氧化酶的评估与利用提供依据。结果表明：5种不同科属植物叶片中草酸氧化酶的活性都比较高,但在不同采集时期有明显的差异;在35—60℃范围内,5种材料的草酸氧化酶的活必均具有极强的热稳定性;红丝线、紫金牛和大叶落地生根中草酸氧化酶的活性均不受胃蛋白酶以及NaCl和CaCl2抑制,具有较好的应用潜力,而南板蓝和柳叶白前中草酸氧化酶的活性受NaCl、CaCl2及胃蛋白酶抑制。     

莽草酸的应用及其微生物代谢合成

莽草酸是一种高价值的药用原初产物,其衍生物在抗炎、抗肿瘤、抗心血管疾病、抗禽流感等方面有重要的作用。通过综述莽草酸的理化性质、药理特性及生产方法,并结合国内外的最新研究进展,重点探讨微生物代谢合成在提高莽草酸生产效率中的应用。     

植物体内的草酸危害及其调控措施

草酸是植物体内一种普遍存在的组分,许多食用植物中含有大量的草酸.草酸被认为是一种抗营养因子,长期摄入富含草酸的食物易对人体健康产生不良影响,但目前草酸的危害尚未引起人们的广泛关注.通过一定的措施可以降低膳食中的草酸含量,把其危害降低到最低程度.本文从植物体内草酸的含量、对人体健康的影响及如何调控草酸的角度入手,综述了目前国内外关于植物草酸的研究现状,并对以后相关研究方向进行了展望.     

外源草酸处理对采后枸杞果实活性氧代谢的影响

以5 mmol/L的草酸溶液浸泡宁杞3号果实10 min作为处理,以浸泡清水作为对照,置于常温(20 ℃)下贮藏,分析草酸处理对活性氧相关生理指标的影响.结果表明:草酸处理后在贮藏期间果实超氧自由基(O-2·)含量、过氧化氢(H2O2)含量和丙二醛(MDA)含量降低;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高;脂氧合酶(LOX)活性降低;果实采收后3 d用草酸处理,其过氧化物酶(POD)活性高于对照;贮藏结束时(采收后5 d),草酸处理果实的病情指数和腐烂率显著低于对照.说明草酸处理能降低枸杞果实的活性氧代谢,提高果实的抗氧化能力,延缓果实的成熟进程.草酸处理是枸杞采后贮藏保鲜一种较好的方法.     

草酸和腐殖酸对蔬菜保护地土壤磷素活化效果研究

以种植年限为25年的蔬菜保护地黑土为供试土壤,通过室内培养方式,研究不同浓度的草酸和腐殖酸对蔬菜保护地土壤磷素的活化效果。结果表明,草酸、腐殖酸在活化以Ca-P为主的石灰性黑土中,10 g/500 g土浓度的草酸处理活化效果最佳。草酸可以同时活化土壤中的Ca2-P、Ca8-P,及有效性较低的Ca10-P、Al-P和Fe-P。供试土壤在不同浓度草酸、腐殖酸作用下,各形态无机磷均有不同程度增加,其增加幅度为Al-P>Ca8-P>Fe-P>Ca2-P>Ca10-P>O-P。总体上活化能力为草酸>腐殖酸,并且随着浓度的增加效果更加明显。     

外源草酸对水稻幼苗铝毒害的缓解作用

为了解草酸对缓解铝毒害下水稻幼苗生长受抑的作用效果,采用含0～4 mmol/L铝离子(pH4.5)的木村B营养液培养水稻10 d,发现低浓度(0～0.4 mmol/L)的铝对水稻幼苗生长没有明显毒害,而较高浓度(大于0.5 mmol/L)的铝显著抑制水稻主根的伸长及株高生长,水稻幼苗根系的质膜相对透性提高,丙二醛及可溶性糖含量显著增加,茎叶中叶绿素和可溶性蛋白含量降低.而在含较高铝浓度(2 mmol/L)营养液中加入4,6,8 mmol/L的草酸后发现,铝毒害下水稻幼苗的主根长及株高生长的受抑制症状已明显缓解,其中以添加6 mmol/L草酸的效果最佳.进一步研究发现外源草酸可显著降低铝毒害下根系相对质膜透性,丙二醛和可溶性糖含量,提高茎叶中叶绿素和可溶性蛋白质含量.     

双低油菜农杆菌介导法导入草酸氧化酶基因研究

草酸氧化酶基因(OxO)可将草酸转化为CO2和H2O2,为研究草酸氧化酶基因对植物抗病的作用,本文通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导途径,将草酸氧化酶基因导入了双低油菜,经过诱导分化获得抗卡那霉素抗性的再生植株。经PCR检测得到了与阳性对照一致的470 bp的片段,初步表明OxO基因已整合进油菜基因组中。在诱导接种实验和对草酸的耐受性实验中,转基因油菜植株的抗性明显高于未转化油菜。     

农药对水稻体内草酸含量及草酸氧化酶活性的影响

为明确农药胁迫下水稻生理生化的变化,阐明农药诱导水稻感虫性的机制,比较研究了常用4种不同类型农药对水稻植株体内草酸含量和草酸氧化酶活性的影响.结果表明:农药处理后3～6d,水稻植株体内草酸含量显著下降,9d后不同农药处理之间草酸含量不同,三唑磷与60 mg/L吡虫啉处理组草酸含量低于对照,其余处理组均高于对照.草酸氧化酶活性农药处理后3d,120 mg/L三唑磷处理组水稻植株草酸氧化酶活性高于其他处理组,处理后6d,30 mg/L吡虫啉处理组草酸氧化酶活性最高.9d对照组与处理组均无显著差异,井冈霉素处理组水稻草酸氧化酶活性最低.草酸含量的下降和草酸氧化酶活性降低,表明农药主要影响水稻植株体内草酸合成代谢途径.     

乙二酸盐对有机污水厌氧发酵产沼气的影响

有机污水接种活性污泥后,在厌氧、37℃和120rpm条件下进行批培养,添加乙二酸盐（终浓度0．1g／L）促进甲烷茵的三羧酸循环碳代谢和胞内的钴同化作用,使同化钴含量相对于对照提升了64．1％,表明以钴为中心离子的Vn。的合成和以V。为辅酶的甲基CoM还原酶的活性得到增强,并最终从产气效率上反映出来,其挥发性乙酸盐残留量比对照减少70．9％,而沼气总产量、TS和Yp/v以及qp分别比对照提高了32．1％、2．0％、6．1％和28．4％,说明厌氧体系中添加乙二酸盐促进了挥发性乙酸钠底物代谢流向终产物甲烷。乙二酸盐是通过提高菌群的甲烷合成能力来提高产气,而非仅通过促进茵群生长的群体优势。     

Research on Oxalate Oxidase and Its Genes in Plants

This paper introduces the discovery,composition and structure of oxalate oxidase,as well as illustrates the biological functions of this enzyme.With a comprehensive introduction upon previous researches upon gene cloning and heredity transformation of this enzyme,it indicates that heredity transformation can increase the content of oxalate oxidase within the plants and also enhance their resistance.The paper also points out the problems such as lack of gene resources and difficulty in the transformation of heterologous genes,and the focus in later researches should be laid upon the exploration of plant resources relative to this enzyme and selection of resistant species.     

Transgenic Arabidopsis thaliana expressing a wheat oxalate oxidase exhibits hydrogen peroxide related defense response

Oxalic acid(OA) is considered as an important pathogenetic factor of some destructive diseases caused by some fungal pathogens such as Sclerotinia sclerotiorum. Oxalate degradation is important for plant health, and plants that contain oxalate oxidase(OXO) enzymes could breakdown oxalate into CO_2 and H_2O_2, which subsequently evokes defense responses. However, some species, such as Arabidopsis thaliana, have no oxalate oxidase activity identified to date. The present study aims to develop transgenic Arabidopsis expressing a wheat oxalate oxidase, to test for the response to OA exposure and fungal infection by S. sclerotiorum. The results showed that the transgenic Arabidopsis lines that expressed the wheat OXO exhibited enhanced resistance to OA exposure and S. sclerotiorum infection in the tolerance assays. In the same manner, it could convert OA to CO_2 and H_2O_2 to a higher extent than the wild-type. Intensive osmotic adjustments were also detected in the transgenic Arabidopsis lines. The higher level of produced H_2O_2 subsequently induced an elevated activity of antioxidant enzymes including superoxide dismutase(SOD) and peroxidase(POD) in the transgenic Arabidopsis plants. The present study indicated that the expression of a gene encoding wheat OXO could induce intensive osmotic adjustments and hydrogen peroxide related defense response, and subsequently increased tolerance to S. sclerotiorum in transgenic A. thaliana.     

重金属铊胁迫下水稻(Oryza sativa L.)根系草酸含量与铊吸收的关系

铊(Tl)作为一种非必需、高毒性重金属元素,会干扰植物的正常发育,并在食物链中引起严重的毒性积累.根系分泌有机酸在抗重金属污染中起着重要作用.为研究铊胁迫下的植物根系有机酸分泌特征与重金属吸收的关系,利用水培法对T胁迫下水稻(Oryza sativa L.)植株草酸分泌和Tl分布特征进行检测和分析,研究不同抑制剂对水稻...     

比色法测定菠菜中草酸含量的条件研究

对水杨酸铁络合比色法测定菠菜中草酸含量的条件进行了研究,结果表明,最佳条件是:显色体系pH值2.1～2.7,比色波长510nm,比色时间20 min～2 h.该法测定菠菜样品中草酸含量范围在0～64.0 μg/ml,检出限为1.52 μg/ml;样品加标回收率93.9%～105.2%.     

草酸钙结晶的特征及在中药鉴定中的应用

草酸钙结晶广泛存在于植物的组织细胞中,在植物的生长发育中其类型、形态、大小是比较稳定的。本文利用草酸钙结晶这一稳定的特征,对药材进行鉴定,从而快速鉴别类同品、伪品。     

草酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片光合机构和叶黄素循环的影响

 在40℃高温胁迫条件下，研究了外源草酸对黄瓜叶片光合作用、叶绿素荧光参数和叶黄素循环的影响。结果表明，在高温胁迫前3 d用5 mmol·L-1草酸处理叶片减小了高温胁迫下净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、原初光能转换效率（Fv/Fm）、光合电子传递量子效率（φPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（NPQ）的下降幅度，而对气孔导度（Gs）没有影响。草酸处理可提高叶黄素循环库的大小和（A+Z）/（V+A+Z），并使高温胁迫下叶黄素循环库、叶绿素、类胡萝卜素含量的下降幅度和（A+Z）/（V+A+Z）在胁迫后期的下降幅度减小。这些结果说明，草酸对高温胁迫下黄瓜叶片光合机构的破坏具有保护作用。     

紫花苜蓿MsOXO基因的克隆及表达分析

草酸氧化酶(OXO)在包括核盘菌在内的多种病原体的防御和植物改良中有重大作用。以紫花苜蓿为材料,克隆得到紫花苜蓿草酸氧化酶基因MsOXO。利用烟草瞬时表达进行亚细胞定位,结果显示,MsOXO定位在细胞壁上。qRT-PCR结果显示,MsOXO在紫花苜蓿的根、茎、叶中均有表达,但在根茎中表达量较低,这可能是根颈和茎基部更易被病菌侵染的原因。外源草酸50 μmol·L^-1处理根或100 μmol·L^-1处理茎及外源水杨酸100 μmol·L^-1处理根均可以诱导MsOXO基因的上调表达。     

铝胁迫下钙信号抑制剂对外生菌根真菌分泌草酸的影响

【目的】探讨铝胁迫条件下,外生菌根真菌分泌草酸的调控机理,为减轻树木铝害、指导抗（耐）铝菌株的筛选和保持森林健康奠定理论基础。【方法】以从强酸性森林土壤中分离获得的菌株Suillus luteus（Sl 08和Sl 14）、Boletus sp.（Bo 15）为材料,采用液体培养的方法,研究铝胁迫下外生菌根真菌的生长与草酸分泌的关系,以及钙信号抑制剂对抗铝菌株草酸分泌的影响。【结果】在培养液铝浓度为0.4 mmol•L-1时,Sl 14的生物量显著降低,Sl 08 和Bo 15在铝浓度达到1.2 mmol•L-1时,生物量才受到显著抑制。说明Sl 14对铝敏感,Sl 08 和Bo 15的抗铝性较强。同时,Sl 14的草酸分泌量很低,不随铝浓度的增加而变化;Sl 08 和Bo 15在铝浓度为0.2—0.8 mmol•L-1范围内,随铝浓度提高草酸分泌量显著增加,说明草酸分泌是外生菌根真菌拮抗铝胁迫的重要因子。无铝培养时,钙离子通道抑制剂异搏定（VP）、内膜钙通道抑制剂钌红（RR）、钙离子螯合剂乙二醇双（2-氨基乙基）四乙酸（EGTA）、钙调蛋白抑制剂三氟拉嗪（TFP）对Bo 15分泌草酸无显著影响,但VP、TFP和EGTA均不同程度地显著抑制Sl 08分泌草酸。说明在无铝时,Bo 15未启动钙参与诱导草酸分泌的信号转导,而Sl 08则启动了钙参与的信号转导。在铝胁迫条件下,钙信号抑制剂都不同程度地显著降低Sl 08和Bo 15分泌草酸。说明铝诱导下,Bo 15和 Sl 08的草酸分泌均受到钙信号转导的调控。其中,Bo 15分泌草酸对TFP敏感;而Sl 08分泌草酸对RR和TFP敏感,草酸分泌量减少最多。【结论】在铝胁迫条件下,钙信号是介导外生菌根真菌分泌草酸的信号因子。