两个玉米自交系对纹枯病的抗病反应机制初探

玉米纹枯病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的一种重要病害。具有优良性状的自交系是开展玉米抗病品种选育的重要种质资源。本试验以西南地区两个优良玉米自交系R08与18-599R为材料,采用人工接种R.solani菌丝融合群AG1-IA,对成株期玉米进行了抗性鉴定,并对病原菌诱导后苗期玉米叶片上的活性氧(ROS)、抗病相关基因(PR1、ZmDREB2A、ZmERF3和WIP1)表达及细胞坏死情况进行了动态检测。结果显示,R08对纹枯病表现为中抗,而18-599R为高感材料;受R.solani侵染后,玉米叶片ROS的积累在R08中较18-599R多;两个自交系中基因表达量及表达时间存在显著差异;R08叶片出现显著的细胞坏死反应,而18-599R相对较轻。本研究表明两个自交系对R.solani的抗性差异主要体现在相关抗病反应的时间和强度上,这为进一步研究玉米纹枯病抗病机理提供了依据。     

PrP106—126诱导小胶质细胞BV-2抗氧化性能的变化

小胶质细胞活化是朊病的病理学特征之一。朊蛋白多肽PrP106—126具神经毒性,是研究异常腕蛋白（PrPSc）的理想工具。为探讨PrP106—126对小胶质细胞氧化压力的影响。本研究以小胶质细胞BV-2为细胞模型,PrP106—126作用48h,应用MTT和流式细胞仪检测细胞的活化情况,应用分子探针技术对细胞的氧化压力（reactiveoxygenspecies,ROs）进行检测,并通过荧光定量RT—PCR对与R0s相关的酶的mRNA表达进行了测定。结果表明PrPl06—126显著促进小胶质细胞BV-2的活化,并提高胞内的ROS水平;定量RT—PCR显示,PrP106—126显著降低细胞S0D-1（P〈0．01）表达水平、提高胞内Cat（P〈0．01）的表达水平;对Grx、Trx-1、和Trx-2mRNA的表达水平有升高的趋势,但未达到显著水平（P〉0．05）,对SOd-2、GPx、GR无显著性影响（P〉0．05）。从分子水平初步阐明小胶质细胞ROS升高的机理。     

碳酸铵对意大利青霉的作用机制及对不同柑橘果实品质的影响

为了寻求一种安全有效的方法防治由意大利青霉（Penicillium italicum）引起的柑橘青霉病,该研究分析了碳酸铵抑制意大利青霉生长的可能作用机制及对脐橙、皇帝柑、沃柑3种不同类型柑橘贮藏品质的影响。结果表明,碳酸铵能抑制意大利青霉孢子萌发和菌丝生长,且呈现剂量依赖效应,在质量浓度分别为0.4和0.8 g/L时可完全抑制孢子萌发和菌丝生长。结构观察表明,碳酸铵引起菌丝生长节点稀疏和分支减少;超微结构观察发现菌丝严重皱缩,菌丝线粒体结构异常。生理生化分析表明,碳酸铵处理引起线粒体的钠/钾离子ATP酶（Na+/ K+-ATPase）、钙离子ATP酶（Ca2+-ATPase）和镁离子ATP酶（Mg2+-ATPase）活性下降,导致还原型谷胱甘肽（Reduced Glutathione,GSH）含量及谷胱甘肽还原酶（Glutathione Reductase,GR）活性降低,活性氧清除体系超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性紊乱,促进H2O2积累。添加活性氧清除剂半胱氨酸（Cysteine,Cys）能部分恢复碳酸铵处理的病菌孢子萌发。活体接种表明,16 g/L碳酸铵处理显著减小了柑橘果实接种意大利青霉的病斑直径（P<0.05）,减轻果实发病。碳酸铵处理能降低3种类型柑橘果实自然发病率,且对果实失重率、色泽、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、还原糖含量无不良影响。结果表明,碳酸铵通过损伤意大利青霉菌丝线粒体结构和功能,促进活性氧积累来发挥抗真菌活性,可以作为杀菌剂的绿色有效替代品,研究结果可为碳酸铵防治柑橘果实采后腐烂提供参考。     

Changes in peroxidase activity and lignin content of cultured tea cells in response to excess manganese

Abstract

The present study was undertaken to identify the effects of manganese (Mn) on the activity of peroxidase (PO) and the amount of ascorbic acid (AsA) and lignin, as well as the cell viability of suspension-cultured tea cells (Camellia sinensis L. cv. Yabukita). Cells were grown in B5 medium (containing 0.06 mmol L^?1 Mn) and cultured for 24 h in medium with a Mn concentration of 0.9 mmol L^?1 as an excess treatment. No significant difference was observed between cellular growth and the viability of the cultured tea cells after treatment with excess Mn compared with cells grown under control conditions, although the content of Mn in cells in the excess Mn treatment was 12-fold higher than that of the control cells. The amount of total AsA was also not affected by the Mn treatment. The activity of ionically wall-bound peroxidase (IPO) increased in the presence of excess Mn, unlike the content of lignin. Conversely, the activities of soluble PO and covalently wall-bound PO decreased with excess Mn. These findings suggested that IPO might contribute to Mn tolerance in tea cells. However, its role in the mechanism(s) of Mn tolerance has not been elucidated.     

鱼类解偶联蛋白（UCP）基因研究新进展

通过生理性解偶联调节氧化磷酸化效率可能是进化早期发展起来的一种普遍策略,对生命的存在至关重要. 解偶联蛋白（uncoupling protein,UCP）家族是位于线粒体内膜的转运蛋白,哺乳动物基因组中已发现5个成员,其中UCP1~UCP3紧密相关,而UCP4和UCP5（即BMCP1,brain mitochondrial carrier protein-1）与它们差异较大. UCP1~UCP4不仅在哺乳类、鸟类等恒温脊椎动物中普遍存在,而且在鱼类等变温动物中也被证实存在,但UCP5目前仅在哺乳类中被发现. 哺乳动物褐色脂肪组织的UCP1,介导呼吸链产生的质子梯度泄漏,使氧化产生的能量以热的形式散发,但鱼类等变温动物UCP1的功能尚待进一步研究确立. UCP2和UCP3在产热、控制活性氧生成、脂肪酸氧化以及肥胖、糖尿病的发生中均发挥重要作用,二者的转录调节较复杂. UCP4和UCP5与其他UCP关系较远,UCP4仅在脑中表达,而UCP5在脑中高表达,它们的功能还不十分明确,但研究表明很可能与UCP2和UCP3的功能相似.     

Potassium fertilization improves apple fruit (Malus domestica Borkh. Cv. Fuji) development by regulating trehalose metabolism

Potassium (K) fertilization and antioxidant enzymes both positively influence plant growth and development. However, it is not known whether K treatment improves fruit development via increasing soluble sugar. In this study, K-treated apple (Malus domestica Borkh.) fruit was harvested from 60 to 150 days after full bloom and was analyzed for ROS production and trehalose metabolism. The results show that K fertilization improved fruit firmness, increased growth according to several parameters, increased soluble sugar content, and decreased ROS production. The ascorbate metabolic pathway more effectively reduced ROS production than catalase and peroxidase (POD) did under K treatment. Trehalose-treated fruit also showed higher activity of ascorbate-related enzymes (DHAR, GR, and APX) compared with non-treated fruit. The changes of antioxidant enzyme activity in trehalose-treated fruit corresponded to those in K-treated fruit. Moreover, trehalase (TREH) activity in fruit was notably reduced by K treatment. This demonstrates that K influences ROS production via regulating trehalose content and TREH activity in fruit. This study provides new insight into the K mechanism which improves fruit development, including fruit firmness and size.     

吸器诱导因子对管花肉苁蓉吸器形成的影响

将萌发2 d的管花肉苁蓉芽管用6-苄氨基嘌呤、2,6-二甲氧基对苯醌、细胞分裂素、间苯二酚、槲皮素处理24 h,以2,7二氯氢化荧光素乙二脂作为荧光探针,用激光共聚焦显微镜对芽管中的活性氧进行定位和定量测定;同时统计处理5 d后芽管形成吸器的数量,以探讨吸器诱导因子对管花肉苁蓉芽管活性氧含量及吸器建成的影响。结果表明：芽管顶端感受吸器诱导因子刺激,而迅速膨大形成吸器,2,6-二甲氧基对苯醌处理吸器诱导率最高,为80%;依次为Kinetin和6-BA,为76%;槲皮素和间苯二酚,为60%。激光共聚焦显微镜检测活性氧含量表明,芽管顶端是产生活性氧的主要部位,槲皮素处理的芽管H2O2分泌量最高,依次为间苯二酚、6-BA、Kinetin和DMBQ。可见吸器诱导因子可以提高管花肉苁蓉芽管的吸器诱导率。     

球磨生物炭的性质及其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的毒性效应研究

为研究球磨生物炭的微生物毒性效应,采用元素分析、比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)及傅立叶红外(FTIR)表征等手段研究了500℃裂解小麦秸秆生物炭(BC)和球磨生物炭(BM)的性质,采用毒性暴露实验分析了不同浓度(0、10、20、50、100、200 mg·L~(-1))下两种生物炭对大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25922和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC 25923的毒性效应。结果表明:BC的比表面积为98 m~2·g~(-1),而BM的比表面积提升到309 m~2·g~(-1),球磨可以增加生物炭中含氧官能团的数量;在0.9%NaCl溶液中,添加10 mg·L~(-1)的BM时,S.aureus存活率为90.1%,E.coli存活率为98.2%。当浓度增大到200 mg·L~(-1)时,S.aureus的存活率降低为23.5%,E.coli的存活率仍可达91.8%;而在LB培养基中,BM浓度为200 mg·L~(-1)时,S.aureus的存活率增加到58.1%;相同条件下,BM对微生物的毒性显著强于BC,这可能与粒子大小差异相关。而BM对革兰氏阳性菌S.aureus的毒性显著强于革兰氏阴性菌E.coli,这可能与E.coli产生的胞外聚合物(EPS)有关;添加活性氧自由基(ROS)消除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)发现,氧化损伤是造成S.aureus细胞死亡的主要原因,但是纳米颗粒对细胞的机械碰撞等其他因素也有可能是BM产生毒性的原因。研究表明BM对微生物具有一定的环境毒性效应,因此在BM使用过程中应注意其可能的环境影响。     

植物细胞内ROS的种类及其产生部位

文中对植物细胞内活性氧(ROS)的种类进行了介绍,并综述了细胞内ROS的产生途径.     

基于单线激光雷达的割草机器人建图方法研究

针对单线激光雷达无法感知形状不规则的花丛问题,提出一种基于单线激光雷达的3D-SLAM方法,解决单线激光雷达不能实现多平面感知的问题。设计一个自动升降激光雷达高度装置,该装置主要由丝杆滑台、步进电机、雷达架、单线激光雷达等组成,通过丝杆滑台滑块的水平进给,控制激光雷达竖直运动。割草机器人在工作时,通过激光SLAM(同步建图与定位)技术检测障碍物信息,ROS(机器人操作系统)系统根据不规则障碍物的高度做出相应对策。通过对不同状态的建图效果进行量化和对比分析,试验结果表明：改进后与改进前相比,相对误差率降低1.04%;漏检率降低为0;避障率提高93.33%。本研究为割草机器人的准确定位与避障提供理论依据。