植物细胞H2O2的产生及其生理作用

过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)是细胞有氧代谢的产物,激素等发育信号和胁迫刺激都可以诱导细胞内H2 O2的产生和积累.H2 O2在细胞内浓度的升高和降低以及变化模式可能介导了不同的信号转导途径,并调控相应生长发育、胁迫应答等生物学过程.     

H_2O_2对沟叶结缕草抗氧化系统及其耐寒性的影响

采用盆栽试验,对暖季型草坪草沟叶结缕草进行叶面喷施10mmol/L H2O2的处理,研究外源低浓度H2O2对沟叶结缕草抗寒性的影响。结果表明,H2O2可能充当了信号分子的作用,在胁迫发生前即显著增加了叶片中CAT、APX、GPX和GST的活性,从而减轻了随后的低温胁迫对草坪草造成的氧化伤害;在低温胁迫过程中H2O2预处理降低了叶片中MDA和H2O2水平,CAT、POD、APX、GR和GPX活性增加,提高了其抗寒性;胁迫过程中叶片中总谷胱甘肽含量不变,但GSSG/GSH比值在胁迫前被H2O2预处理降低并随着胁迫的进行逐渐降低,这一比值变化可能也参与了胁迫信号的传导。     

H2O2与Fe2+、Cu2+、Zn2+协同作用对桑自由基伤害和保护酶活性的影响

研究了H2O2与Fe2+等金属离子产生的自由基胁迫对桑树生理特性的影响,旨在为桑树的抗逆栽培提供理论参考。以桑树叶片为材料,研究H2O2与Fe2+、Cu2+、Zn2+协同作用对桑自由基伤害和保护酶活性的影响。结果表明:经H2O2-Fe2+、H2O2-Cu2+和H2O2-Zn2+3种体系溶液处理的桑.OH含量分别提高34.38%、8.14%和5.43%;O2.-含量分别降低78.77%、54.75%和63.84%;1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH)清除率分别降低44.60%、57.34%和54.64%;超氧化物歧化酶(SOD)活性分别提高44.45%、36.02%和28.28%;多酚氧化酶(PPO)活性分别降低68.18%、86.58%和54.78%;过氧化氢酶(CAT)活性分别降低97.46%、96.57%和68.02%;过氧化物酶(POD)活性分别降低22.22%、提高7.42倍和66.67%。H2O2与Fe2+等的协同作用破坏了桑细胞内自由基动态平衡,导致自由基含量提高,保护酶活性受到显著影响。     

植物在寒冷胁迫下H2O2和ABA信号分子的应答研究进展

脱落酸(ABA)作为最早研究的植物逆境信号分子,被大量实验证明参与了植物对低温的传导过程。此外,植物体内的H2O2亦可作为信号分子在寒冷胁迫下发挥作用。综述了两信号分子的研究进展,ABA和H2O2都能作为寒冷胁迫下的信号分子存在,并能形成交互作用的信号网络。同时在寒冷胁迫条件下,H2O2成为ABA诱导植物气孔关闭信号网络的重要因素之一。根据已有的报道推测,ABA可能通过质膜上的ABA受体蛋白,通过电子传导产生O2-进而酶促或非酶促产生H2O2。然而,植物细胞的信号传导过程是一个复杂交错的网络途径,ABA和H2O2并不可能只是一个简单的上下游关系,对其之间的准确的作用仍然需要进一步的深入研究。     

低浓度Na2CO3胁迫下星星草幼苗保护酶活性与活性氧之间的关系

对低浓度(0.2%)Na2CO3胁迫和无胁迫正常生长的星星草幼苗的相对电导率、可溶性蛋白质含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、H2O2含量和产生O2-·速率的研究结果表明,星星草幼苗各保护酶、活性氧及相对电导率之间存在一定的变化关系,这种变化关系在0.2% Na2CO3胁迫和无胁迫正常生长的星星草幼苗间存在差异.在一定程度上揭示了抗盐碱植物在正常生长情况下与碱胁迫下的活性氧(H2O2和O2-·)代谢可能存在不同的调节机制.     

H2O2胁迫下豌豆初生根及抗氧化酶系统对外源 Ca2＋的响应

以豌豆品种“陇豌一号”为材料,通过对豌豆种子萌发初期初生根生理特性的研究,探索提高豌豆初生根外源H2 O2胁迫条件下抗性能力的途径。运用生理生化方法,测定 H2 O2胁迫下豌豆初生根在外源 Ca2＋处理后的弯曲率和根系活力,并对豌豆初生根内的丙二醛（MDA）含量、相对膜透性、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性进行测定。结果显示,80 mmol／L 的 H2 O2处理下的豌豆初生根正常生长受到显著抑制,但是经过 Ca2＋处理后,根系生长抑制作用得到缓解,根系活力得以恢复。外施10 mmol／L Ca2＋初生根 MDA 值较 CK1降低了37．32％,并显著地提高了 POD,SOD,CAT 和 APX 的活性,其值分别为51．946 U／（mg·min）,865．174 U／g FW,1．9739 mmol／（L·g·min）和2．569μmol／（L·g·min）。总之,外源施加 Ca2＋能够有效降低 H2 O2造成的氧化胁迫,缓解对初生根细胞膜的伤害,降低质膜透性,增强初生根系抗氧化酶活性,达到抵抗逆境胁迫的目的。     

H2O2诱导BRL-3A细胞模拟大鼠肝脏氧化应激损伤的研究

动物冷暴露过程中,肝脏因发生氧化应激而受损.利用不同浓度过氧化氢(H2O2)作用BRL-3A细胞,根据细胞存活率确定500 μmol/L H2O2作用细胞3h为施加条件,然后通过检测蛋白质羰基含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)活性,探讨在细胞水平上建立冷暴露大鼠肝脏损伤模型.结果显示,H2O2处理组细胞存活率下降,蛋白质羰基含量升高,SOD、GSH-Px和CAT活性均降低.与对照组相比,其存活率、细胞内蛋白质羰基含量和CAT活性,均差异极显著(P＜0.01),细胞内SOD和GSH-Px活性,差异显著(P＜0.05).结果表明,500 μmol/L H2O2作用于BRL-3A细胞可导致氧化应激的发生,其相关指标与大鼠冷暴露后肝脏受损指标改变趋势类似,利用BRL-3A细胞建立冷暴露引起的肝脏氧化损伤模型,为进一步探讨冷应激对肝脏损伤的机制奠定基础.     

茶多酚对H2O2诱导U251细胞氧化损伤的保护作用

为研究茶多酚（TP）对H2O2诱导U251细胞氧化损伤的保护作用，试验分为正常组、氧化损伤模型组、TP低（25 mg/mL）剂量组、中（50 mg/mL）剂量组、高（100 mg/mL）剂量组，分别通过MTT法、Hoechst 33342染色法、流式细胞分析法和ELISA法测定TP对H2O2诱导下U251细胞存活率、细胞形态、凋亡率和胞内活性氧（ROS）水平、丙二醛（MDA）和胞内抗氧化酶活性的影响。结果表明：选择H2O2浓度和处理时间分别为400 μmol/L和24 h来构建U251细胞氧化损伤模型|TP浓度为0 ~ 100 mg/mL对U251细胞无毒性作用|中、高剂量组TP能显著抑制H2O2造成的U251细胞存活率降低（P < 0.05）|低、中、高剂量组TP能显著降低细胞凋亡率、MDA、胞内ROS水平和荧光强度（P < 0.05）|同时中、高剂量组TP能显著提高胞内总抗氧化能力（T-AOC）及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性。TP对H2O2诱导U251细胞氧化损伤具有保护作用，其作用可能与增强细胞内抗氧化酶活性，减少脂质发生过氧化，清除细胞内过量的ROS及抑制细胞凋亡有关。 [关键词] 茶多酚|U251细胞|H2O2|氧化损伤|保护作用     

H2O2对睾丸支持细胞凋亡的影响

本试验利用H2O2处理培养的仔猪睾丸支持细胞(SC),通过细胞活力检测、酶活性检测、电镜观察、流式细胞仪等方法,研究H2O2对 SC凋亡的影响.结果发现,H2O2对SC的作用具有时间和剂量依赖性,600 μmol/L的H2O2能诱导SC的凋亡率明显增加,细胞的超微结构受到破坏,出现明显的凋亡小体,同时也发现细胞的抗氧化能力下降.这表明,H2O2通过降低细胞的抗氧化能力,促进了SC的凋亡.     

活性氧对仔猪睾丸支持细胞微丝的影响

为阐明活性氧(ROS)对睾丸支持细胞(SC)的影响,并深入探讨精子发生调节机制,通过体外培养的仔猪睾丸支持细胞研究ROS对SC中微丝结构的影响.利用H2O2模拟细胞内的ROS环境,使用细胞松弛素B(CytB)破坏细胞中的微丝并利用维生素E(VE)抑制细胞内的ROS,通过细胞活性检测、免疫荧光、酶活检测、免疫印迹等方法检测ROS对睾丸支持细胞微丝的影响.结果表明,H2O2和细胞松弛素B均能提高SC内ROS的水平和细胞外信号调节激酶(ERK)的活性,降低抗氧化酶的活性,破坏细胞内微丝的结构和分布,二者具有协同作用,VE能降低ROS对SC的作用.上述证明,H2O2通过不依赖于微丝途径和降低细胞内抗氧化能力使细胞内ROS处于较高水平,并通过ERK级联,使细胞中微丝发生多聚化,破坏微丝的结构.     

过氧化氢提高燕麦幼苗耐碱性的活性氧代谢和渗透调节

为探明过氧化氢(H₂O₂)提高燕麦耐碱性的作用,以‘定莜6号’幼苗为材料,采用珍珠岩栽培方法,在幼苗三叶一心期根部浇灌75 mmol·L^-1 NaHCO₃或添加二甲基硫脲(DMTU,H₂O₂淬灭剂)或抗坏血酸(ASA,H₂O₂清除剂)模拟碱胁迫,通过叶面喷施0.01 mmol·L^-1 H₂O₂来观测H₂O₂对碱胁迫下幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明:喷施H₂O₂ 能够缓解NaHCO₃胁迫对燕麦幼苗生长的抑制,降低幼苗叶片O2·-、H₂O₂和丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶等抗氧化酶活性和非酶抗氧化剂抗坏血酸、谷胱甘肽含量;使过氧化氢酶、过氧化物酶活性及渗透溶质可溶性糖、游离氨基酸和脯氨酸含量显著降低,有机酸和叶绿素含量明显提高,而可溶性蛋白质含量则变化不大;添加DMTU和ASA后有效逆转了喷施H₂O₂对NaHCO₃胁迫燕麦生长受抑和生理响应的调节。采用主成分和隶属函数分析显示,喷施H₂O₂显著提高了NaHCO₃胁迫下燕麦幼苗的综合评价值,添加DMTU和ASA完全或部分逆转了H₂O₂的作用。因此,外源H₂O₂是通过调控活性氧代谢和渗透调节来缓解碱胁迫导致的氧化伤害和生长抑制,从而增强燕麦幼苗的耐碱性。     

信号分子H2O2 调节抗氧化系统提高高羊茅耐热性研究

 采用盆栽试验,利用１０ｍｍｏｌ／Ｌ 的Ｈ_２Ｏ_２ 对冷季型草坪草高羊茅进行叶面喷施处理,研究外源低浓度Ｈ_２Ｏ_２对高羊茅叶片中抗氧化系统的调控作用及其对高羊茅抗热性的影响。结果表明,Ｈ_２Ｏ_２ 可能作为信号分子预先增加抗氧化酶的活性,改变抗氧化剂的浓度,从而减轻随后发生的热胁迫对草坪草造成的氧化伤害;在胁迫过程中ＰＯＤ 和ＣＡＴ 活性在Ｈ_２Ｏ_２ 预处理后增加不显著,热胁迫本身增加了ＰＯＤ 的活性,但是降低了ＣＡＴ 活性,ＰＯＤ 对于提高高羊茅的耐热性可能具有更重要的作用;外源Ｈ_２Ｏ_２ 显著影响了高羊茅叶片中的ＡｓＡ－ＧＳＨ 循环,其中处理植株中的ＡＰＸ、ＧＰＸ 和ＧＲ 的活性在热胁迫过程中增加２０％ ～１１０％,ＧＳＨ／ＧＳＳＧ 下降了８０％,与高羊茅抗热性的提高密切相关。可见信号分子Ｈ２Ｏ２ 可以通过调控高羊茅的抗氧化系统提高其抗热性。     

外源过氧化氢对蓝藻UV-B屏蔽物质的影响

以青海湖粘球藻(Gloeocapsa)作为研究材料,通过生物化学和对比分析的方法,研究外源过氧化氢(H2O2)(0.5 mmol/L)对长期增强UV-B(2.4 W/m2)胁迫下蓝藻UV-B屏障物质的影响。结果显示,外源过氧化氢对藻体内的UV-B屏蔽物质叶绿素a、类胡萝卜素、伪枝藻素、藻胆蛋白以及MAAs等的合成和积累产生负效应,进一步加剧了UV-B对藻体的损害,同时也表明H2O2能够作为信号分子在蓝藻对逆境胁迫的适应过程中发挥作用。     

外源过氧化氢提高燕麦耐盐性的生理机制

以燕麦品种‘定莜6号’为材料,采用水培法,研究喷施过氧化氢(H₂O₂)对盐胁迫下燕麦幼苗生长、渗透调节物质积累和活性氧代谢的影响。结果表明:1)150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制燕麦幼苗生长,提高叶片游离氨基酸和脯氨酸水平,降低谷胱甘肽(GSH)和可溶性糖含量;喷施0.01 mmol/L H₂O₂对NaCl胁迫引起的生长抑制有明显的缓解作用,并提高了幼苗叶片可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了游离氨基酸含量。2)NaCl胁迫下,虽然燕麦叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性提高,但O2·-、H₂O₂和丙二醛(MDA)积累;喷施H₂O₂进一步提高了NaCl胁迫下燕麦的上述抗氧化酶活性和GSH含量,却降低了O2·-产生速率及H₂O₂和MDA含量,说明外施H₂O₂能够增强盐胁迫燕麦的抗氧化能力,减轻氧化伤害。以上结果表明,外源H₂O₂可通过调控渗透调节物质积累和活性氧代谢提高燕麦耐盐性。     

镉胁迫下裸燕麦幼苗对外源H2O2的生理响应

镉(Cd)是生物毒性最强的污染物之一,为探讨外源信号分子H₂O₂对Cd胁迫下裸燕麦生理响应的调节作用,采用珍珠岩栽培,以裸燕麦品种“定莜6号”为材料。试验设4个处理:1) 叶面喷施蒸馏水,根部浇灌营养液(对照);2) 叶面喷施5 mmol·L^-1 H₂O₂溶液,根部浇灌营养液;3) 叶面喷施蒸馏水,根部浇灌含有50 mg·L^-1 Cd²⁺的营养液;4) 叶面喷施5 mmol·L^-1 H₂O₂溶液,根部浇灌含有50 mg·L^-1 Cd²⁺的营养液。研究外源H₂O₂对Cd胁迫下裸燕麦幼苗生长、活性氧代谢、光合参数和碳同化关键酶活性的影响。结果表明:喷施H₂O₂显著缓解了Cd胁迫下裸燕麦幼苗根长、株高、鲜重和干重的下降程度,降低了Cd胁迫下裸燕麦幼苗叶片中超氧阴离子、H₂O₂、丙二醛和抗坏血酸含量及过氧化氢酶活性,提高了超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性及谷胱甘肽、类黄酮、总酚和原花青素含量,而对过氧化物酶活性的影响不大。另外,喷施H₂O₂对Cd胁迫下裸燕麦叶片中叶绿素a、叶绿素b含量及叶绿素a/b、气孔导度和蒸腾速率无显著影响,但提高了类胡萝卜素含量、净光合速率及核酮糖1, 5-二磷酸羧化酶、景天庚酮糖1, 7-二磷酸酯酶和果糖1, 6-二磷酸醛缩酶和转酮醇酶活性,降低了胞间CO₂浓度。上述结果表明,外源H₂O₂能够通过调控活性氧清除系统降低Cd胁迫诱导的氧化损伤,并提高碳同化关键酶活性,减轻Cd胁迫对光合作用的抑制,从而缓解Cd对裸燕麦幼苗生长的抑制,增强裸燕麦对Cd胁迫的耐性。     

镉胁迫下蚕豆幼苗抗氧化能力对外源NO和H2O2 的响应

 以蚕豆品种临蚕２号为试验材料,采用土培法,研究了在镉胁迫期间蚕豆幼苗抗氧化酶（ＳＯＤ、ＣＡＴ 和ＰＯＤ）活性、脯氨酸、丙二醛和活性氧含量的动态变化过程,以探讨外源ＮＯ 和Ｈ_２Ｏ_２ 对镉毒害下蚕豆幼苗的保护效应。结果表明,０．１ｍｍｏｌ／ＬＳＮＰ（外源ＮＯ 供体）和０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ Ｈ_２Ｏ_２ 单独处理均可缓解０．１ｍｍｏｌ／Ｌ 镉对蚕豆幼苗的氧化损伤,而二者互作处理存在正协同效应,主要表现在增强了蚕豆幼苗的保护酶活性,其中ＳＯＤ 在镉胁迫７２ｈ后活性达到峰值,比对照提高５７．８９％,ＣＡＴ 和ＰＯＤ 均在镉胁迫４８ｈ 后活性达到最大值,分别比对照提高６９．６０％和１０１．１８％;镉胁迫１２０ｈ时,与单镉胁迫处理相比,互作处理的脯氨酸含量提高了１３４．８８％,而ＭＤＡ 含量、内源Ｈ_２Ｏ_２ 含量和体内Ｏ_２· － 的产生速率下降,有效地增强了蚕豆幼苗在镉胁迫期间的抗氧化能力。     

高温胁迫下不同激素处理对高羊茅生理生态指标及耐热性的影响

以凌志高羊茅为试验材料,研究在高温胁迫下喷施SA,6-BA和H2O2对其生理生态指标及耐热性的影响。结果表明:(1)喷施6-BA,SA及H2O2对高羊茅草坪草的生态性状有显著的影响,他们都不同程度地减轻了高温胁迫对高羊茅草坪草的伤害;(2)浓度为0.1 mmol/L的SA比浓度为0.5mmol/L和1.0 mmol/L的SA能更有效地减轻高羊茅草坪草由于高温胁迫导致的伤害;(3)浓度为0.01 mmol/L的6-BA在所有处理中效果最好,使得高羊茅草坪草的叶色、质地、盖度、均一性、生长速度、叶绿素含量和净光合速率都明显优于其他种类及浓度的喷施方式;(4)H2O2对提高高羊茅草坪草的抗热性相比另外两种物质并不明显;(5)喷施SA,6-BA和H2O2对高温胁迫下高羊茅光合速率的提高有很大作用。     

Rapid screening of H(2)O(2) production by Mycoplasma mycoides and differentiation of European subsp. mycoides SC (small colony) isolates

Mycoplasma mycoides strains were screened for the ability to produce H(2)O(2) from glucose and glycerol metabolism using rapid and simple colorimetric assays. In quantitative assays, H(2)O(2) production by washed cell suspensions was detected by the oxidation of o-dianisidine in the presence of peroxidase. In qualitative assays, a 3,3'-diaminobenzidine-peroxidase reagent was applied to colonies on agar plates. Both methods enabled differentiation of European subsp. mycoides SC (small colony) isolates from other M. mycoides strains by their inability to produce H(2)O(2) from glycerol metabolism. In addition, two strains of subsp. capri were identified which produced large amounts of H(2)O(2) from glucose oxidation. In lysed cells of these strains, NADH oxidation gave approximately 1 mol H(2)O(2) per mol NADH oxidised whereas in 36 subsp. mycoides and 10 other subsp. capri strains, the quantity produced was 0.01-0.20mol H(2)O(2) per mol NADH oxidised.     

Subtilase cytotoxin encoding genes are present in human, sheep and deer intimin-negative, Shiga toxin-producing Escherichia coli O128:H2

Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) O128:H2 is recognised worldwide to be an important non-O157 STEC associated with human illness and in particular with causing haemolytic uraemic syndrome. This serotype is commonly isolated from sheep and is being increasingly isolated from deer. We determined the virulence profile and genetic relationships of one human, six sheep and five deer intimin-negative STEC O128:H2 strains isolated in Spain over a 7-year period. Our goals were to establish the presence of other virulence-associated factors, such as SubAB, in intimin-negative STEC O128:H2 strains involved in human disease and in that case, to determine if sheep and/or deer represent a reservoir of SubAB-positive STEC O128:H2. All the strains lacked the eae gene and carried subtilase cytotoxin (SubAB) encoding genes (subAB) and tia genes, but not saa gene, suggesting the presence of the recently identified new variant of SubAB, encoded on a putative pathogenicity island together with tia. We report for the first time the presence of subtilase cytotoxin encoding genes in intimin-negative STEC O128:H2 strains pathogenic for humans and how this finding might explain their clinical relevance despite neither carrying eae nor stx subtypes associated with severe clinical outcomes, but only stx1c and stx2b. Multilocus sequence typing analysis revealed that STEC O128:H2 strains from sheep and deer belong to the clonal lineage of STEC O128:H2 strains involved in diarrhoeal and haemorrhagic diseases in humans. Our results indicate that sheep and deer represent a reservoir of SubAB-positive STEC O128:H2 strains and thus a potential source of human infection.