植物螯合肽合成酶的催化机制研究进展

植物螯合肽合成酶(phytochelatin synthase,PCS)可在重金属离子激活下,以谷胱甘肽(GSH)及其巯醇盐为双底物催化合成植物螯合肽(phytochelatins,PCs),从而解除生物体内重金属的毒性。远源同源蛋白分析揭示了PCS属于木瓜蛋白酶超家族,其催化机制类似于Cys蛋白酶。     

植物螯合肽的生物合成与解毒机制及在重金属修复中的应用前景

植物螯合肽能够缓解重金属的毒害作用,并且对必需金属元素在真核生物(如高等植物、真菌和微藻)细胞内的分布具有调节作用。目前,有关植物螯合肽的生物合成及解毒机制已成为分子生物学和污染生态学领域的研究热点。最近已有研究从植物和真菌中分离出植物螯合肽合成酶的编码基因,而且相继在蠕虫和一些原核生物中也发现了类似植物螯合肽合成酶的编码基因。本文综述了植物螯合肽生物合成的分子机制和影响因素,及其在高等植物中对重金属的解毒和累积作用,并论述了这类重要的金属螯合肽在生物修复重金属环境污染中的应用前景。     

矿业废弃地迷迭香植物对重金属的积累及污染应激研究

通过分析重金属复合污染下欧洲地中海沿岸原产植物迷迭香体内非蛋白巯基化合物(植物螯合肽、谷胱甘肽、半胱氨酸等)和5种重金属含量的变化,初步探讨迷迭香中生物标志物的金属胁迫.结果表明,重金属污染下迷迭香中非蛋白巯基含量最高为叶部,茎、根部含量低于叶部15 ～ 50倍.污染区叶部巯基含量明显高于对照区(P＜0.05);植物体内重金属铅、锌含量较高,其次为砷和镉,铜只在部分根部有检出.特定重金属与植物非蛋白巯基化合物之间存在正比关系,迷迭香对重金属具有积累能力和抗性.     

重金属植物螯合肽(PC)的研究进展

综述了近年来植物螯合肽(PC)研究的一些最新进展,主要对PC的结构、在植物体内的合成及PC在植物体内的功能和作用进行了阐述,并展望了其今后的发展前景。     

螯合诱导植物修复技术在土壤重金属污染治理中的应用

系统介绍螯合剂对土壤重金属活性、植物吸收的影响,以及对植物富集重金属的作用,分析目前该项技术在重金属污染土壤修复中所存在的问题,提出应用螯合诱导植物修复技术治理重金属污染土壤的新思路。     

重金属超富集植物筛选研究进展

综述超富集植物富集重金属的机制、重金属超富集植物筛选研究现状以及螯合诱导技术和基因技术在重金属超富集植物筛选中的应用,针对重金属污染植物修复技术和重金属超富集植物筛选研究中存在的问题,提出了今后应加强的研究工作。     

重金属超富集植物筛选研究进展

综述超富集植物富集重金属的机制、重金属超富集植物筛选研究现状以及螯合诱导技术和基因技术在重金属超富集植物筛选中的应用,针对重金属污染植物修复技术和重金属超富集植物筛选研究中存在的问题,提出了今后应加强的研究工作。     

丛枝菌根真菌对镉胁迫小麦幼苗解毒效应的研究

以小麦(Triticum aestivum L.)为材料,采用土培试验,研究了接种丛枝菌根真菌对镉(Cd)胁迫小麦幼苗超氧阴离子产生速率、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)、根内Cd含量、植物螯合肽(PC)含量及植物螯合肽合成酶(PCS)活性的影响.结果表明,Cd胁迫未接种丛枝菌根真菌造成小麦叶片超氧阴离子产生速率、PC...     

镉胁迫下锌对水稻植物螯合肽合成的影响

以水稻品种9311为试验材料,采用水培试验研究了镉(Cd)离子胁迫下水稻幼苗根部和地上部生物量、重金属含量、植物螯合肽(PCs)及谷胱甘肽(GSH)含量的变化,及添加锌(Zn)离子对Cd胁迫作用的调节。结果显示,Cd胁迫降低了水稻生物量,下降幅度达27.6%~37.0%;随Cd处理浓度的增加,水稻根部和地上部PCs含量分别增加了93.7%和84.7%;Zn可以降低Cd胁迫水稻根部PCs和GSH的合成水平以及Cd的含量。一定浓度范围内,Cd-Zn高量表达PCs,PCs与重金属Cd结合,缓解了重金属Cd的毒害。     

APCAs在重金属污染土壤修复中的应用综述

土壤重金属污染来源广泛、危害严重,已经成为环境污染防治中的热点与难点问题.近年来,植物修复技术因其经济、高效而在土壤重金属污染修复领域得到关注,但受土壤中重金属生物有效性的影响,在很大程度上限制了该技术的应用,螯合诱导植物修复技术应运而生.本文在回顾螯合诱导植物修复技术发展概况的基础上,重点综述了EDTA、EDDS、NTA等多羧基氨基酸及其衍生物类螯合剂(aminopolycarboxylic chelating agents,APCAs)在重金属污染土壤修复中的应用进展,系统探讨了使用螯合剂可能带来的环境风险.最后,作者对重金属污染土壤螯合诱导植物修复技术领域进行了展望,并提出了一些相关研究建议.     

外源激素复配剂对早稻籽粒灌浆特性的影响

在早稻始穗期及齐穗后一周内叶面喷施4种外源激素复配剂,研究了它们对早稻产量、强弱势粒中蔗糖、淀粉积累的影响,并用Richards方程对不同粒位的灌浆过程进行统计回归分析。结果表明:4种复配剂均提高了籽粒灌浆速率,促进了蔗糖转化、淀粉积累,提高了结实率、充实度和产量。与对照相比,喷施外源激素使强、弱势粒的生长终值量分别提高1.77%～2.52%和8.03%～22.49%;强、弱势粒的起始生长势分别提高0.29%～6.56%和3.74%～26.06%;强、弱势粒的最大灌浆速率分别提高5.86%～16.12%和4.63%～27.38%;强、弱势粒的平均灌浆速率分别提高2.78%～17.64%和6.08%～18.12%。外源激素对弱势粒的灌浆特性影响较强势粒大。4种复配剂对早稻的增产效果为GA3+6-BA+BR>GA3+BR>6-BA+BR>GA3+6-BA,其中,GA3+6-BA+BR增产高达9.14%。     

土壤外源钒施加对玉米中钒积累、亚细胞分布和非蛋白巯基含量的影响

本研究旨在探讨玉米对钒(V)的耐受性机制及富集机理。采用差速离心法和DTNB[5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)]比色法,研究了不同V浓度(0、100、200、300、500 mg·kg^-1)胁迫下,V在玉米中的积累、亚细胞分布和非蛋白巯基物质对V胁迫的响应。结果表明,V在玉米各部位中积累顺序为:根>叶>茎>>子实,其中74.8%~95.6%的V富集于根部。随着V胁迫浓度的增加,V的富集系数(BF)从0.061增加到0.306,而转运系数(TF)从0.336下降到0.108,从而降低了过量V对玉米茎叶的毒性。V主要积累于植物亚细胞组分的细胞壁(F1)和可溶性组分(F4)中,两者在茎叶中占总累积量的60.76%~75.75%,在根中占总累积量的82.66%~87.02%。土壤中一定的V浓度(V≤300 mg·kg^-1)可促进玉米幼苗体内非蛋白巯基(NPT)和植物螯合肽(PCs)的合成,植物也通过消耗谷胱甘肽(GSH)来合成植物螯合肽(PCs),从而降低V的毒性。因此,玉米幼苗抗V毒性的机制包括细胞壁沉积和重金属分区,以及非蛋白巯基化合物的合成。     

Segregation of axonal and somatic activity during fast network oscillations

In central neurons, information flows from the dendritic surface toward the axon terminals. We found that during in vitro gamma oscillations, ectopic action potentials are generated at high frequency in the distal axon of pyramidal cells (PCs) but do not invade the soma. At the same time, axo-axonic cells (AACs) discharged at a high rate and tonically inhibited the axon initial segment, which can be instrumental in preventing ectopic action potential back-propagation. We found that activation of a single AAC substantially lowered soma invasion by antidromic action potential in postsynaptic PCs. In contrast, activation of soma-inhibiting basket cells had no significant impact. These results demonstrate that AACs can separate axonal from somatic activity and maintain the functional polarization of cortical PCs during network oscillations.     

不同镉耐性水稻非蛋白巯基及镉的亚细胞和分子分布

采用镉(Cd)耐性不同的水稻品种N07-6和N07-63,通过室内水培试验,比较了50μmol·L-1Cd胁迫下水稻的非蛋白巯基(NPT)、Cd的亚细胞和分子分布的差异。结果表明,Cd处理后,两品种水稻植株Cd含量存在明显差异,N07-63根部向地上部转移的Cd显著少于N07-6。Cd胁迫诱导了两个品种NPT含量的增加,N07-63的增幅显著高于N07-6。Cd绝大部分分布在水稻的细胞壁和细胞可溶部分。N07-63茎叶和根部细胞壁结合的Cd占总Cd的比例高于N07-6,而细胞可溶部分Cd的比例低于N07-6。从Cd的分子分布来看,水稻茎叶细胞可溶部分的Cd一部分与大分子量蛋白质结合,其余大部分与植物螯合肽(PCs)结合,而根细胞可溶部分的Cd绝大部分与PCs络合,N07-63的Cd-PCs结合程度高于N07-6。由此说明,与N07-6相比,N07-63细胞壁对Cd的束缚和细胞可溶部分Cd-PCs的络合程度更高,Cd的毒害效应更小,向地上部转运的Cd更少。     

多因子欧式期权定价的主成分蒙特卡罗加速方法

针对多个随机因子的欧式期权定价问题,提出了一种基于主成分分析的多元控制变量的蒙特卡罗加速框架.其核心思想是,使用单个主成分替换收益函数中的原始随机变量以便更易获得定价问题的精确值,从而可将近似的收益函数作为控制变量.由于主成分的独立性,使用多元控制变量的蒙特卡罗模拟方法比单个控制变量具有更好的加速效果.对多资产期权和亚式期权的数值实验验证了本文算法的高效性和稳定性.     

镉积累不同类型的小麦细胞镉的亚细胞和分子分布

 采用溶液培养试验结合亚细胞组分分级分离和凝胶过滤等技术 ,研究小麦根系和叶片细胞镉的亚细胞和分子分布。低镉和高镉品种分别采用烟 86 10 3和莱州 95 3。在高镉与低镉营养液中 ,根细胞壁中镉含量两个品种间差异不大 ,但烟 86 10 3根系细胞质中镉含量较低 ;叶片细胞壁、细胞质和细胞器的镉含量均表现为烟 86 10 3小于莱州 95 3。两小麦品种叶片细胞中镉大部分与高分子量化合物配合 ,而根细胞中镉大部分与重金属螯合肽 (PCs)配合。根系镉与PCs配合的组分 (PCs Cd)含量烟 86 10 3远小于莱州 95 3,烟 86 10 3根系细胞质低的镉含量以及低的PCs Cd形成量 ,降低了根系镉的移动及其由木质部向地上部转运的可能性。     

植物表皮形态建成的分子调控机制

植物表皮细胞在组织器官的生长发育和形态建成中发挥非常重要的作用。植物的表皮是由原表皮发育来的,表皮包括表皮(扁平)细胞、气孔器和表皮毛等。双子叶植物的表皮由不规则的表皮细胞、气孔器和表皮毛组成;单子叶植物的表皮由长形的表皮细胞、短形的硅化和栓化表皮细胞、泡状细胞、气孔器和表皮毛等组成。近年来,随着生物技术的不断提高,人们对全球淡水资源紧缺的认识加强,对培育农业抗旱品种的渴求,因此,对植物表皮形态建成的研究已经成为一大热点。本文综述了目前有关双子叶模式植物拟南芥中气孔及扁平细胞的图式发育及参与调控的分子遗传调控网络,以及单子叶植物水稻、玉米中参与气孔及表皮细胞图式发育的功能基因。旨在阐明单双子叶模式植物表皮发育调控的分子机制。     

基于LS-SVM的烤烟烟叶产地判别

为了探索一种快速有效的烤烟烟叶产地鉴别方法,利用近红外光谱技术结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)对烤烟烟叶的产地进行了判别。选择云南、湖北、河南三地不同等级烤烟烟叶作为研究对象,对原始光谱数据进行平滑和附加散射校正(MSC)预处理后再进行主成分分析,选择4～12个主成分作为输入变量进行LS-SVM建模。结果显示,该LS-SVM模型预测效果较好,预测相关系数rp≥0.990 7,预测标准误差(SEP)和预测均方根误差(RMSEP)分别为1.755 1和1.737 3,优于偏最小二乘回归(PLS)的预测结果,基于LS-SVM的近红外光谱技术能够很好地对烟叶产地进行判别。