Identification of the gene MdSOD3 and its role in resisting heavy metal stress in housefly (Musca domestica)

超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶,在昆虫抗氧化保护过程中起着重要作用.本研究通过RTPCR技术鉴定了家蝇Musca domestica MdSOD3基因(GenBank登录号为JQ408979),cDNA序列817 bp,开放阅读框534 bp,推导的多肽序列含有177个氨基酸.同源性分析及NJ法系统分析表明MdSOD3与其他物种的Cu/ZnSOD关系较近.荧光定量PCR检测该基因在家蝇幼虫脂肪体、肠、表皮和血细胞中不存在差异表达;在受到不同浓度重金属Cd2+刺激时,MdSOD3基因呈诱导性表达,5 mmol/L时表达量最高.通过RNAi策略技术成功敲低MdSOD3表达水平.将RNA干扰60h的幼虫置于5 mmol/L Cd2+处理24h后死亡率明显升高,并且出现中毒表象.NBT活性染色检测到体外重组表达的MdSOD3具有明显的酶活性.结果提示MdSOD3基因可能在家蝇抗逆防御过程中起着重要作用.     

Mdogg1基因参与家蝇体内氧化还原平衡的维持

【目的】本研究旨在克隆鉴定家蝇Musca domestica中8-羟基鸟嘌呤糖苷酶1(8-hydroxyguanineglycosylase 1, OGG1)编码基因Mdogg1,明确其是否参与家蝇氧化应激调控。【方法】根据家蝇转录组数据,利用RT-PCR克隆Mdogg1基因cDNA序列,并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测Mdogg1在家蝇不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、蛹和成虫)的表达变化、3龄幼虫不同组织(血细胞、肌肉、肠道和脂肪体)中的表达分布以及不同胁迫处理［2.5~100 mmol/L CdCl₂胁迫24 h, 0.1 g/L盐酸阿霉素(DOX)浸泡30min并恢复培养6, 12和24 h, 以及280-315 nm紫外线(UV)(强度5 J/cm²)处理5~30 min］ 后2龄幼虫中的转录水平变化;通过RNAi技术敲低家蝇2龄幼虫Mdogg1表达,并检测其丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性和8-羟基鸟嘌呤(8-oxoguanine, 8-oxoG)含量的变化。【结果】Mdogg1(GenBank登录号:AYK27449.1) cDNA序列全长1 062 bp,编码353个氨基酸,该蛋白的理论分子量和等电点分别为41.08 kD和9.02。MdOGG1氨基酸序列中含有螺旋-发夹-螺旋(HhH)结构域,并包含核酸内切酶Ⅲ保守结构域ENDO3c。qRT-PCR结果显示,Mdogg1主要在家蝇卵和3龄幼虫脂肪体中呈高水平表达。2龄幼虫暴露于2.5~100 mmol/L CdCl₂下,Mdogg1表达量呈现先上升再下降趋势,并伴有8-oxoG含量的持续升高。2龄幼虫浸泡于0.1 g/L DOX 30 min并恢复培养12和24 h以及UV照射30 min后,Mdogg1表达量较未处理对照均显著上调。利用RNAi技术敲低家蝇2龄幼虫体内Mdogg1的表达后,家蝇幼虫体内的ROS水平、MDA含量和8-oxoG含量较注射dsGFP的对照组显著增高,而SOD活性下降。【结论】Mdogg1参与家蝇氧化还原平衡的维持,具有保护机体抵抗氧化损伤的生物学效应。     

家蝇抗菌肽Attacin-2基因的克隆、序列分析和诱导表达

攻击素(attacin)作为昆虫抗菌肽之一, 在昆虫的先天免疫中起着重要作用。本研究通过家蝇Musca domestica EST序列筛选并结合RACE技术克隆了家蝇的Attacin-2基因(Mdatta2) cDNA序列。其全长819 bp, 包含一个726 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF), 以及42 bp的5′末端非翻译区(5′-UTR)和51 bp的3′末端非翻译区(3′-UTR), 编码241个氨基酸残基, 推导的多肽N端22个氨基酸残基为信号肽序列。同源性分析表明, 其氨基酸序列与嗜凤梨果蝇Drosophila ananassae的Attacin一致性最高(46%)。以邻接法(Neighbor-Joining, NJ)构建的系统关系表明, 家蝇的Attacin-2与其他双翅目昆虫的Attacin起源于共同的祖先, 属于Attain_C超家族。应用实时荧光定量PCR的方法研究家蝇幼虫在受到外源细菌刺激时Mdatta2基因的表达, 结果显示, 在大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus分别刺激后3 h和6 h, 家蝇幼虫Mdatta2表达量出现显著上调。Mdatta2基因在家蝇幼虫体内呈诱导型表达, 表达水平随诱导时间的不同而变化, 提示Mdatta2基因可能在家蝇免疫防御过程中起着重要作用。     

镉胁迫对家蚕脂肪体脂质过氧化物含量及抗氧化酶活性和mRNA表达的影响

【目的】探讨鳞翅目模式昆虫家蚕Bombyx mori作为重金属污染的监测指示生物在镉胁迫下的酶反应及相关的基因表达。【方法】给家蚕幼虫期全龄添食镉(Cd²⁺), 调查不同性别家蚕5龄幼虫脂肪体中脂质过氧化物丙二醛（MDA）的含量, 超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性及其基因表达水平的变化。【结果】Cd²⁺胁迫对雌雄家蚕MDA 含量均具有浓度效应关系, MDA含量随Cd²⁺胁迫浓度的升高而增加。Cd²⁺胁迫下, SOD和CAT活性表现为先升后降的变化趋势, Pearson相关性分析显示SOD和CAT活性变化有显著相关性(雄: R=0.770, P=0.001; 雌: R=0.854, P=0.000）。雌性家蚕脂肪体中CAT活性变化和Cat mRNA水平的表达具有正相关性（R=0.712, P=0.003）。雄性家蚕脂肪体中GSH-Px活性随Cd²⁺胁迫浓度的升高而增加, 显示浓度 效应关系, 12.5~50 mg/kg Cd²⁺胁迫组GSH-Px活性与对照相比有显著差异（P<0.05）, 其活性和GSH-Px mRNA水平的表达具有正相关性（R=0.834, P=0.000）; 雌性家蚕脂肪体中GSH-Px活性表现为先升后降的变化趋势, 12.5 mg/kg Cd²⁺胁迫组GSH-Px活性与对照相比有显著增加（P<0.01）。【结论】结果表明, 急性镉胁迫对家蚕脂肪体有明显的毒性作用, 其作用机制与脂质过氧化加剧和抗氧化酶活性变化有关。家蚕对重金属镉的解毒机制有性别相关性。     

胁迫时间与非毒性离子对重金属抑制拟南芥种子发芽及幼苗生长的影响

测定了Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺单一重金属胁迫对拟南芥种子发芽和幼苗生长的影响.结果表明,重金属对幼苗生长的毒性大于对种子发芽的毒性,以抑制种子发芽的IC₅₀为指标,4种重金属的毒性顺序为Hg²⁺＞Cd²⁺＞Pb²⁺/Cu²⁺,以幼苗生长为指标,则毒性顺序为:Cu²⁺＞Hg²⁺＞Cd²⁺/Pb²⁺,并随着胁迫时间延长,种子萌发率下降.此外,不同重金属在不同发芽时段对种子的毒性也不尽相同,Cd²⁺的毒性在种子吸水后的0～12 h大于12～24 h,而Hg²⁺毒性在12～24 h大于0～12 h,其中,种皮对减轻重金属毒性起着十分重要的作用.通过非毒性离子(Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺)与重金属离子(Hg²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Pb²⁺)交互作用对拟南芥种子发芽及幼苗生长效应的研究发现, mmol·L^-1的Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺可以增强Hg²⁺对种子发芽的毒性,但对Cd²⁺的毒性却没有影响.对于幼苗来说,Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺可以显著增强Hg²⁺的毒性,Ca²⁺可以缓解Cd²⁺的毒性,但却增加Cu²⁺的毒性,K⁺可以缓解Pb²⁺对幼苗的毒害作用.最后,本文对重金属的毒害机理进行了探讨.     

镉胁迫下三个萝卜栽培种蛋白质变化的双向电泳比较研究

在0.5mmol·L^-1 Cd²⁺处理时,小五缨(XWY)的发芽率下降至92%,并且随着Cd²⁺浓度的增加,发芽率逐渐降低,在1和5mmol·L^-1 Cd²⁺浓度处理时,发芽率分别降至83%和67%。象牙白(XYB)则在5mmol·L^-1 Cd²⁺浓度时,发芽率下降。卫青(WQ)在0.05mmol·L^-1 Cd²⁺浓度时,发芽率已降至83%, 1和5mmol·L^-1时则下降至58%。幼苗生长也明显受Cd²⁺处理影响,在0.05mmol·L^-1 Cd²⁺处理时, 3种栽培萝卜的幼苗生长均受到明显影响,并且随Cd²⁺浓度的增加,生长受抑加重。从发芽率和幼苗生长两种实验结果看,卫青对Cd²⁺最为敏感。双向电泳结果表明, Cd²⁺处理后3种栽培萝卜幼苗中蛋白质组分有明显变化。小五缨中, 0.1 mmol·L^-1Cd²⁺处理后,有5个蛋白质点消失, 15个新的蛋白质点被诱导产生。象牙白中, 2个蛋白质点消失, 1个蛋白质点含量减少, 13个新的蛋白质点被诱导产生。卫青中, 12个新的蛋白质点诱导产生,但没有发现蛋白质点消失现象。Cd²⁺处理后, 3种栽培萝卜中,蛋白质合成的变化与幼苗生长受抑存在明显相关性,这一实验结果对于探讨萝卜Cd²⁺害的生化机理是有重要意义的。     

家蝇抗菌肽Diptericin基因的克隆与分析

Diptericin是抗菌肽家族中的一员, 在昆虫先天免疫系统中起着重要作用。本研究通过EST序列筛选并结合RACE技术克隆了家蝇Musca domestica的Diptericin基因（Md-Diptericin, MdDpt）cDNA序列, GenBank登录号为FJ794602。其全长410 bp, 包含一个300 bp的完整开放阅读框（ORF）, 推导的氨基酸序列C端富含甘氨酸, N端富含脯氨酸, 同源性分析表明, 它与厩蝇Stomoxys calcitrans的Diptericin A mRNA相似性最高（identity=74%）。以邻接法（Neighbor-Joining, NJ）构建的系统关系表明, 家蝇Diptericin与其他双翅目昆虫的Diptericin起源于共同的祖先, 属于Attain_C超家族（Attacin_C superfamily）。基因定量分析表明, 大肠杆菌刺激后6～12 h, 家蝇幼体MdDpt表达出现明显上调。结果提示MdDpt基因在家蝇免疫防御过程中起着重要作用。     

家蝇Mdsirt1基因在细菌、高温和重金属胁迫下的表达分析

【目的】探究家蝇Musca domestica sirt1基因(Mdsirt1)在各种胁迫条件下的表达模式。【方法】以家蝇2龄幼虫cDNA为模板,PCR扩增Mdsirt1基因序列并进行生物信息学分析;实时定量PCR(qRT-PCR)检测Mdsirt1在家蝇不同发育阶段(卵、1龄幼虫、2龄幼虫、3龄幼虫、蛹和成虫)的表达变化,2龄幼虫不同组织(表皮、肠道、脂肪体和血细胞)中的表达分布,以及胁迫条件(细菌刺激、热激及CdCl_2刺激)下的转录水平变化;通过RNAi干扰Mdsirt1基因表达,观察敲低Mdsirt1表达后家蝇幼虫抗病能力变化,并检测机体氧化应激水平。【结果】家蝇Mdsirt1基因编码蛋白含有SIR2结构域,与厩螫蝇Stomoxys calcitrans SIR2氨基酸序列一致性为66%。qRT-PCR结果显示,Mdsirt1基因主要在家蝇蛹期表达,在家蝇2龄幼虫脂肪体中表达量较高。家蝇幼虫Mdsirt1分别在大肠杆菌Escherichia coli刺激3 h,金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus刺激6 h,42℃热激30min以及30 mmol/L CdCl_2刺激48 h时表达量达到最高峰。敲低Mdsirt1表达的家蝇幼虫受到细菌感染(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌1∶1混合感染)后存活率较对照组显著降低1.47倍,且敲低Mdsirt1后机体处于氧化应激状态,活性氧自由基水平和丙二醛含量较对照组分别升高1.58和1.59倍。【结论】Mdsirt1参与家蝇幼虫的抗菌免疫应答和抗逆反应。     

芸香苷对家蚕谷胱甘肽-S-转移酶部分基因的诱导表达

谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferases, GSTs) 是对一种机体的解毒代谢起重要作用并可以被诱导的酶系。为了从分子水平上探究家蚕Bombyx mori GSTs 基因与植物次生物质芸香苷代谢的关系, 本实验采用双跟踪标定定量PCR (dual-spike-in qPCR)方法, 用 5×10^-1, 5×10^-2, 5×10^-3 ng/μL 3 个浓度芸香苷溶液处理家蚕5龄幼虫, 并对各组织中 GSTs Epsilon 家族不同基因的转录水平进行检测。结果显示, 浓度为 5×10^-2 ng/μL 的芸香苷溶液能诱导GSTs 基因的转录水平发生显著变化。在中肠中, BmGSTe1, BmGSTe2 和 BmGSTe6的诱导转录水平较高, 在诱导后24 h达到最大值; 在脂肪体中BmGSTe1, BmGSTe6和BmGSTe7的转录水平相对较高且分别在诱导后 2 h, 2 h和4 h 达到最大值; 而GSTs基因在马氏管中表达量均很低或者检测不到表达。与 5×10^-2 ng/μL 浓度相比, 5×10^-1 ng/μL 的芸香苷溶液诱导后各基因的转录水平上升的幅度较小并且达到峰值的时间不同, 而 5×10^-3 ng/μL 浓度的芸香苷溶液并不能使GSTs基因的诱导转录水平发生变化。结果提示, 家蚕 GSTs Epsilon 家族基因对芸香苷的代谢具有重要作用。     

家蝇Denfensin-1基因的克隆、诱导表达及启动子活性分析

【目的】鉴定一种新的家蝇Musca domestica防御素基因, 并分析其功能。【方法】从家蝇转录组数据库中鉴定了1条新的防御素基因cDNA序列, 并将其命名为家蝇防御素1 (Md-defensin-1)基因Mdde-1。利用生物信息学网站、 软件预测其结构等信息。以实时荧光定量PCR技术研究该基因的表达模式, 并且利用基因步移技术获得了启动子序列, 同时采取细胞转染技术验证Mdde-1启动子活性。【结果】该序列包含一个276 bp的开放阅读框, 编码91个氨基酸残基。推导的氨基酸序列N端包括1个23个氨基酸残基的信号肽和1个28个氨基酸残基的前肽。成熟肽由40个氨基酸残基组成, 含有1个典型的CSαβ基序。实时荧光定量PCR结果显示, 家蝇2龄幼虫受金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus (G+)刺激后Mdde-1表达明显上调, 而大肠杆菌Escherichia coli (G^-)刺激后表达下调;Mdde-1在家蝇幼虫受到热激时呈上调表达。为进一步研究其调控机制, 克隆了Mdde-1启动子, 并证明了该启动子具有活性。【结论】据此认为Mdde-1是一种新的家蝇防御素, 并且在免疫革兰氏阳性菌方面发挥重要作用; 同时我们首先证明了Mdde-1的启动子具有活性。本研究为进一步研究家蝇防御素的作用机制奠定了基础。     

The function and structural influence of selective relaxed constraint at functional intracellular loop3 of 5-HT(1A) serotonin-1 receptor family

Superoxide dismutases (SODs) are metalloenzymes that represent one important line of defense against reactive oxygen species (ROS). In this paper, two novel SOD genes, MdSOD1 and MdSOD2, which putatively encode 261 and 214 amino acid residues respectively were identified and characterized from the housefly Musca domestica. The high similarity of MdSOD1 and MdSOD2 with SODs from other organisms indicated that they should be two new members of the SOD family. qPCR exhibited a universal expression of MdSOD1 and MdSOD2 detected in various tissues of housefly larva, including the fat body, gut, hemocyte and epidermis. Expression profiling reveals that MdSOD1 and MdSOD2 can be induced significantly via not only heat shock and cadmium (Cd) stress but also Escherichia coli and Staphylococcus aureus challenge. The two genes were cloned into the prokaryotic expression vector pET-28a to obtain the fusion proteins rMdSOD1 and rMdSOD2. Between them, the activity of rMdSOD2 was found by visual assay methods. ESI-LC-MS/MS analysis showed that three peptide fragments of the protein rMdSOD2 were identical to the corresponding sequence of M. domestica MdSOD2. MdSOD1 and MdSOD2 in housefly larvae were abrogated by feeding bacteria expressing dsRNA. High mortalities were observed in the larvae treated with dsRNA of SODs at heat shock, Cd stress and bacterial invasion. This phenomenon indicated that MdSOD1 and MdSOD2 are related to the survival of M. domestica under stress. This may provide new insights into the role of the two SOD genes in protecting M. domestica against both stress and bacterial invasion.     

低氧-复氧胁迫对鲢抗氧化酶活性及Cu/Zn-SOD和Mn-SOD基因表达的影响

为探究低氧-复氧胁迫对鲢(Hypophthalmichthys molitrix)抗氧化酶活性及Cu/Zn-SOD和Mn-SOD基因表达的影响, 对鲢进行急性低氧、持续低氧及复氧实验, 进而分析血清、心脏和肝脏中不同抗氧化酶和SODs基因表达的变化特征。结果表明: 在急性低氧胁迫后, 血清中总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性随着氧浓度的降低均呈上升趋势, 但超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升后降的趋势。在持续低氧胁迫后, 血清中T-AOC和GSH-PX活性随着低氧胁迫时间的增加显著升高(P<0.05); 心脏中SOD活性显著高于常氧水平(P<0.05), 但Cu/Zn-SOD和Mn-SOD基因表达在低氧胁迫24h时显著低于常氧水平(P<0.05); 肝脏中SOD活性在低氧胁迫24h时显著高于常氧水平(P<0.05), 且Cu/Zn-SOD和Mn-SOD基因表达在低氧胁迫24h时也显著高于常氧水平(P<0.05)。复氧后, 血清、心脏和肝脏中T-AOC、SOD、CAT和GSH-PX活性均能恢复至常氧水平, 且心脏和肝脏中Cu/Zn-SOD和Mn-SOD基因表达的也能恢复至常氧水平, 但肝脏中Mn-SOD基因表达恢复至常氧水平较在心脏中所需时间更少。因而, 鲢可以通过调节抗氧化酶的活性来保护自身免受氧化应激造成的损伤。研究为解析低氧胁迫下鲢抗氧化应激机制提供了基础。     

盐穗木钾转运蛋白基因HcKUP12的克隆及在盐胁迫下的表达分析

利用RACE技术从盐生植物盐穗木(Halostachys caspica)中克隆获得了一个钾离子转运体基因,经BLAST同源比对发现该基因与拟南芥钾离子转运蛋白At KUP12基因最为相似,命名为Hc KUP12。Hc KUP12基因c DNA全长为2953 bp,含有2544 bp的阅读框、262 bp的5'-UTR和147 bp的3'-UTR,编码847个氨基酸,分子质量为93.31 k D,理论等电点为7.19。利用实时荧光定量RT-PCR分析了Hc KUP12基因在600 mmol/L Na Cl处理下胁迫24 h的表达模式,结果显示该基因在盐胁迫下表达量显著增加,至处理24 h时达到最高(为对照的225倍),初步推测其可能是与盐穗木耐盐相关的一个候选基因。     

东方山羊豆Cu/ZnSOD基因的克隆及表达分析

超氧化物歧化酶是一种广泛存在于真核生物中的金属酶类,在植物的抗逆性中起到重要的作用。文章采用RACE方法,从东方山羊豆中克隆了Cu/ZnSOD基因,并对其进行了初步分析。该基因cDNA序列全长935 bp,开放阅读框600 bp,编码199个氨基酸,蛋白质分子量为20.35 kDa。通过实时荧光定量PCR结果分析,该基因在东方山羊豆叶中表达量最多,茎中次之,根中最少。在NaCl和PEG诱导下,Cu/ZnSOD基因表达量先上调后下降。NaCl诱导24 h后,该基因的表达量显著低于对照。ABA胁迫抑制了该基因的表达。亚细胞定位结果表明,Cu/ZnSOD蛋白定位于叶绿体中。实验结果证明,Cu/ZnSOD基因主要在东方山羊豆的绿色组织中表达,在抵抗渗透性胁迫方面起到一定作用。     

铝对秋茄幼苗生理特性的影响

为探讨铝对秋茄幼苗生理特性的影响,实验研究了不同浓度铝盐(0-100 mmol/L AlCl3)处理后秋茄的各种生理反应,对幼苗的生长、净光合效率、膜脂过氧化作用、游离脯氨酸含量等生理指标与胁迫程度及时间的关系作了对比研究,特别分析了高浓度(25-100 mmol/L Al3+)胁迫下,秋茄叶片和根部活性氧清除系统保护酶活性的变化趋势。研究发现,在10 mmol/L浓度以下,秋茄在生理特性上表现出对铝胁迫的最大适应性,能维持正常生命生长过程。当浓度增加至25-100 mmol/L,秋茄的生理反应较为敏感,膜脂过氧化加重,MDA含量及保护酶活性随铝浓度增加的变化趋势与其在海莲中的表现基本相似。高浓度铝胁迫的极端环境使植物体内产生过量的活性氧自由基,诱导了细胞膜系统的氧化损伤,最终导致秋茄植株衰老甚至死亡。抗氧化保护酶系统SOD、CAT、POD的协同作用,在一定时间内可以维持细胞内活性氧代谢平衡;特别是POD被激活的程度最大,且持续时间最长,可以考虑作为秋茄幼苗抗铝胁迫的生理标志。秋茄叶片和根部的游离脯氨酸含量在25和100 mmol/L Al3+胁迫下均显著增加。       

镉对长江华溪蟹肝胰腺抗氧化酶活力的影响

重金属对环境的污染已成为全球面临的首要问题之一,其中镉(Cd2 )是一种广泛存在的毒性污染物,能通过消化道和呼吸道进入生物体,对机体造成损伤(Zyadah and Abdel-Baky,2000)。研究表明,Cd2 可以通过Ca2 通道穿过细胞膜进入机体(Roesijadi and Robinson,1994),诱导产生大量自由基和活性氧(ROS),从而形成氧胁迫(Toppi andGabbrielli,1994;Hegedus et al.,2001)。ROS可以与体内脂质、蛋白质和核酸反应,导致脂质过氧化、细胞膜损伤并且影响多种酶的活力,对生物体造成威胁。由于在水生生态系统中生物富集污染物的作用明显,故相对于陆地生…     

镉对尖紫蛤抗氧化酶活性及脂质过氧化的影响

为阐明镉(Cd2+)对尖紫蛤消化盲囊和鳃抗氧化酶的毒性影响程度,研究了不同浓度的Cd2+(0.005、0.05、0.5 mg/L)在不同暴露时间(24h、72h、120h)对尖紫蛤鳃和消化盲囊中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性以及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,在Cd2+浓度为0.005 mg/L时,在整个实验期间Cd2+对消化盲囊和鳃内的SOD、CAT、GSH-PX活性并无显著影响。在Cd2+浓度为0.05 mg/L和0.5 mg/L时,SOD、CAT、GSH-PX在鳃和消化盲囊中的活性都呈现出明显的时间剂量依赖关系。在0.05 mg/L暴露时,鳃和消化盲囊中的SOD、CAT和GSH-PX的活性随时间逐渐增强,在72h时达到最大值,但在120h时略有降低。在0.5 mg/L暴露时,消化盲囊中SOD、CAT及鳃中CAT活性在24h时上升达到最大值,但鳃中SOD直到72h才达到最大值,并均在120h下降到最低,其中消化盲囊中SOD和CAT活性在120h低于对照组,这可能与消化盲囊对Cd2+的敏感性高于鳃有关。在0.5 mg/L暴露的鳃中,GSH-PX在24h、72h活性并不上升,在120h甚至低于正常水平,0.5 mg/L暴露的消化盲囊中,24h时迅速增高,然后逐渐下降到正常值。这可能与Cd2+结合了GSH-PX的活性中心,降低了GSH-PX的活性有关。与3种酶活性随着时间延长和剂量的增加,酶活性会降低的变化趋势不同,鳃和消化盲囊中的MDA的含量随时间延长和剂量的增加而增加,并不出现下降,这表明尖紫蛤鳃和消化盲囊中的MDA含量可以灵敏的反映机体内的氧化损伤程度,但不能敏感的反映水体中Cd2+的污染情况。     

不同浓度铵态氮对镉胁迫轮叶黑藻生长及抗氧化酶系统的影响

用含有不同浓度NH₄⁺-N (0、0.5、2.0和4.0 mg·L^-1)和10 mg·L^-1Cd的1/10 Hoagland营养液培养沉水植物轮叶黑藻,研究了氨态氮对Cd胁迫下轮叶黑藻的生长及抗氧化酶系统的影响,探讨富营养化污染水体沉水植物退化机理.结果表明,10 mg·L^-1Cd对轮叶黑藻能产生明显的胁迫作用,叶绿素合成量明显降低;超氧化物岐化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈先升高后下降的趋势.NH₄⁺-N能加速Cd对植物的胁迫作用,单因子Cd作用3 h时SOD明显升高,而Cd和NH₄⁺-N共同作用0.5 h SOD就明显升高.Cd与NH₄⁺-N共同作用时,相对于叶绿素和蛋白质,抗氧化酶是早期敏感指标,并且SOD比POD更敏感.本试验条件下,NH₄⁺-N与Cd共同作用2 d后,对轮叶黑藻的胁迫作用主要取决于Cd,NH₄⁺-N的作用几乎可以忽略.     

Characterization and transcriptional regulation of thioredoxin reductase 1 on exposure to oxidative stress inducing environmental pollutants in Chironomus riparius

We characterized thioredoxin reductase 1 (TrxR1) from Chironomus riparius (CrTrxR1) and studied its expression under oxidative stress. The full-length cDNA is 1820 bp long and contains an open reading frame (ORF) of 1488 bp. The deduced CrTrxR1 protein has 495 amino acids and a calculated molecular mass of 54.41 kDa and an isoelectric point of 6.15. There was a 71 bp 5’ and a 261 bp 3' untranslated region with a polyadenylation signal site (AATAAA). Homologous alignments showed the presence of conserved catalytic domain Cys-Val-Asn-Val-Gly-Cys (CVNVGC), the C-terminal amino acids ‘CCS’ and conserved amino acids required in catalysis. The expression of CrTrxR1 is measured using quantitative real-time PCR after exposure to 50 and 100 mg/L of paraquat (PQ) and 2, 10 and 20 mg/L of cadmium chloride (Cd). CrTrxR1 mRNA was upregulated after PQ exposure at all conditions tested. The highest level of CrTrxR1 expression was observed after exposure to 10 mg/L of Cd for 24 h followed by 20 mg/L for 48 h. Significant downregulation of CrTrxR1 was observed after exposure to 10 and 20 mg/L of Cd for 72 h. This study shows that the CrTrxR1 could be potentially used as a biomarker of oxidative stress inducing environmental contaminants.