盐胁迫下大麦幼苗多胺的种类和状态与多胺氧化酶活性的关系

200 mmol/L的NaCl胁迫8 d大麦幼苗叶片和根系中的三种形态多胺都有不同程度地下降,其中游离态多胺含量的下降幅度最大;高氯酸不溶性结合态多胺含量变化较小.根系中PAO的活性先上升后下降,而叶片中PAO的活性先下降后上升.游离态多胺中,亚精胺和精胺(Spd Spm)的含量变化与相应部位PAO的活性变化趋势相反,表明PAO在盐胁迫下可能调节了游离态多胺的含量从而影响高氯酸可溶结合态与高氯酸不溶结合态多胺的含量.     

枣品种耐盐性与叶片生物膜结合态多胺水平和H~＋-ATP酶活性的关系

120mmol·L^-1NaCl胁迫30d,耐盐性强的‘金丝小枣’叶片细胞质膜、液泡膜共价结合态腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）含量及多胺（PAs）总水平与对照无显著性差异,但耐盐性弱的‘冬枣’叶片质膜共价结合态Put、Spd、Spm含量和PAs总水平及液泡膜Spd含量均显著降低;‘金丝小枣’叶片类囊体膜共价结合态Put含量、PAs总水平较对照显著降低,‘冬枣’则是Put、Spd、Spm含量及PAs总水平均显著降低。盐胁迫下,‘金丝小枣’叶片细胞质膜、液泡膜、类囊体膜非共价结合态Put、Spd、Spm含量及PAs总水平下降,但其中仅类囊体膜Spd含量显著低于对照,而‘冬枣’的3种膜上非共价结合态的这些多胺及其总水平均显著低于对照。与对照相比,盐胁迫下耐盐性不同的2个枣品种,叶片细胞质膜、液泡膜和类囊体膜H＋-ATP酶活性均降低,但降低幅度因枣品种和生物膜种类不同而异,且H＋-ATP酶活性与相应膜结合态多胺水平存在极紧密的正相关关系。结果表明,膜结合态多胺参与枣品种耐盐性的表达,调节盐胁迫下枣叶细胞中溶质的跨膜运输。     

干旱胁迫下小麦幼苗根、叶多胺含量和多胺氧化酶活性的变化

 以抗旱性不同的两个小麦品种（‘晋麦33’和‘温麦8’）（Triticum aestivum cv. Jinmai 33 and Wenmai 8）为材料,研究了干旱胁迫下多胺含量和多胺氧化酶活性的变化。结果表明：旱过程中,幼苗根、叶中腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）3种多胺含量和多胺氧化酶（PAO）活性先迅速升高,而后下降。与抗旱性弱的‘晋麦33’相比,抗旱性强的品种‘温麦8’幼苗根、叶中Spd、Spm 含量初期升高幅度大,之后下降速率减慢;PAO活性的变化与之相反,‘晋麦33’的PAO活性提高的幅度大于‘温麦8号’。多胺含量和PAO活性在小麦幼苗的根与叶之间呈极显著正相关。干旱初期,小麦根、叶中多胺迅速积累可能是干旱胁迫反应的一个信号,随后较高的Spd、Spm 水平有利于增强小麦幼苗的抗旱性。     

NaCl胁迫对茄子嫁接苗根系多胺代谢的影响

采用高压液相色谱法对80 mmol.L-1NaCl胁迫下营养液栽培茄子嫁接苗和自根苗根系多胺代谢的差异进行了研究。结果表明,胁迫2 d时,嫁接苗根系游离态亚精胺和结合态多胺含量显著高于自根苗,游离态腐胺和束缚态多胺显著低于自根苗,游离态精胺含量两者无显著差异。胁迫10 d时,自根苗3种形态的多胺含量均下降,显著低于对照植株,而嫁接苗根系游离态精胺、结合态腐胺和束缚态多胺含量显著高于对照植株。研究结果表明,NaCl胁迫显著提高了茄子嫁接苗和自根苗根系多胺氧化酶的活性,且自根苗增加幅度显著高于嫁接苗;嫁接苗胁迫初期根系结合态多胺的迅速积累及胁迫后期保持较高的精胺含量有利于其耐盐性的提高。     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系脯氨酸和多胺代谢的影响

以2个黄瓜品种‘长春密刺’(抗盐性较强)和‘津春2号’(抗盐性较弱)为材料,采用营养液栽培,研究了盐胁迫对幼苗根系脯氨酸(Pro)和多胺(PAs)代谢的影响。结果表明,盐胁迫能提高黄瓜幼苗根系吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性,抑制脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性,从而显著增加Pro含量,且‘长春密刺’变化幅度显著大于‘津春2号’;盐胁迫下,‘长春密刺’根系精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)活性升高幅度显著大于‘津春2号’,而多胺氧化酶(PAO)活性升高幅度显著低于‘津春2号’,引起其根系内亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量显著增加;盐胁迫下,2品种根系腐胺(Put)含量呈先上升后下降的变化趋势,随着Put积累降低,Pro含量显著增加。可见,盐胁迫诱导根系较高的Pro、Spd和Spm积累有利于提高黄瓜幼苗对盐胁迫逆境的适应能力,盐胁迫下PAs代谢和Pro代谢密切相关,Put的积累一定程度上促进了Pro含量的增加。     

聚乙二醇胁迫下的番茄幼苗内ABA、JA和多胺含量以及多胺氧化酶活性的变化

聚乙二醇模拟的干旱胁迫下,2个品种番茄幼苗根和叶中脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量均迅速积累,叶中ABA累积比根中滞后;游离态亚精胺(fSpd)、精胺(fspm)、腐胺(fPut)含量和多胺氧化酶(PAO)活性均先上升,12 h时达到峰值后下降,耐旱性强的品种'毛粉802'幼苗根和叶中积累ABA、JA和spd、Spm的能力明显强于耐旱性弱的品种'皇冠'.'皇冠'的PAO活性提高程度大于'毛粉802'.番茄根和叶中多胺含量和PAO活性呈显著正相关.内源多胺的积累诱导ABA和JA含量的升高,从而导致番茄幼苗的耐旱性增强.     

外源亚精胺对低氧胁迫下黄瓜根系多胺含量和呼吸代谢酶活性的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下外源亚精胺对2个抗低氧能力不同的黄瓜品种(‘中农八号’和‘绿霸春四号’)根系中多胺含量和呼吸代谢相关酶活性的影响.结果表明,单纯低氧处理下,黄瓜幼苗根系中腐胺、亚精胺和精胺含量显著提高,异柠檬酸脱氢酶(IDH)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性显著降低,乳酸脱氢酶(LDH)、乙醇脱氢酶(ADH)和丙酮酸脱羧酶(PDC)活性显著提高.同时,与抗低氧能力弱的‘中农八号’相比,抗低氧能力强的‘绿霸春四号’根系LDH活性增加幅度较低,ADH活性增加幅度较高,IDH和SDH活性降幅也较小;外源亚精胺能显著提高低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中亚精胺和精胺含量,降低腐胺含量;根系中LDH、ADH和PDC活性降低,IDH和SDH活性升高,说明黄瓜幼苗根系中较高的亚精胺、精胺含量可能有利于提高根系有氧呼吸能力,缓解低氧胁迫对植株的伤害.     

γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗多胺代谢的影响

以‘西域一号’甜瓜为试验材料,采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下外源添加γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗多胺代谢的影响.结果表明:与通气对照相比,低氧胁迫处理的甜瓜幼苗谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和GABA含量显著提高,同时多胺合成酶活性提高诱导多胺含量显著增加,但二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性也显著提高;根系精氨酸脱羧酶(ADC)活性提高幅度较大,导致根系游离态腐胺含量较高,而叶片乌氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)活性提高幅度较大,导致叶片游离态亚精胺(Spd)含量较高;根系游离态DAO和PAO活性显著低于叶片,其细胞壁结合态PAO活性显著高于叶片.与低氧胁迫处理相比,低氧胁迫下外源添加GABA处理的甜瓜幼苗叶片和根系中GABA和谷氨酸含量均显著提高,而GAD活性显著降低;精氨酸、鸟氨酸、甲硫氨酸含量的提高促使多胺合成酶活性显著提高,从而诱导多胺含量显著增加,DAO和PAO活性显著降低.     

钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺及多胺氧化酶的影响

以‘中农8号’黄瓜品种为实验材料,采用营养液栽培法研究了钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺(PAs)含量及多胺氧化酶(PAO)活性的影响。结果表明:(1)各处理黄瓜幼苗根系和叶片中的PAs含量以及3种形态的腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)含量均表现为低氧高钙(8 mmol.L-1Ca2 )>低氧常钙(2 mmol.L-1Ca2 )>低氧缺钙(0 mmol.L-1Ca2 )>通气常钙(2 mmol.L-1Ca2 )处理,而PAO活性却表现出相反的趋势(通气常钙>低氧缺钙>低氧常钙>低氧高钙),且处理间大多存在显著差异(P<0.05);根系中的PAs含量明显高于叶片,而PAO活性明显低于叶片。(2)黄瓜幼苗体内3种形态的PAs以游离态含量最高,其次是结合态,最低为束缚态;游离态和结合态PAs在叶片中均以Spd为主,在根系中均以Put为主,束缚态PAs含量在根系和叶片中均为Spd>Put>Spm。研究表明,在低氧胁迫下,营养液加钙引起黄瓜幼苗体内多胺含量的上升和PAO活性下降,钙参与了黄瓜幼苗体内多胺的代谢过程,对缓解低氧胁迫有重要作用。     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系生长和多胺代谢的影响

以两个不同抗盐性黄瓜品种为试材,采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对幼苗根系生长和多胺代谢的影响.结果表明:盐胁迫下黄瓜幼苗根系生长受抑制,膜脂过氧化和电解质渗漏升高,而弱抗盐品种‘津春2号'的变化幅度大于抗盐品种‘长春密刺';盐胁迫下‘长春密刺'根系精氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶活性升高幅度均大于‘津春2号',其最高值分别比对照增加了149.3%、60.1%、69.4%和118.6%、56.2%、50.6%;'长春密刺'多胺氧化酶活性升高幅度小于‘津春2号',而二胺氧化酶活性仅在‘长春密刺'中增加.'长春密刺'根系游离态亚精胺和精胺、结合态和束缚态多胺含量均显著增加,而‘津春2号'根系游离态腐胺含量显著增加.表明黄瓜根系中较高的游离态亚精胺和精胺、结合态和束缚态多胺以及较低的游离态腐胺含量有利于提高幼苗对盐胁迫逆境的适应能力.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗游离态多胺含量和多胺合成酶基因表达的影响

以黄瓜品种‘津春2号’（Cucumis sativusL.cv.Jinchun No.2）为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺（Spd）对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片游离态多胺含量和多胺合成酶基因表达的影响。结果表明,75 mmol/LNaCl胁迫下,幼苗株高、茎粗和干鲜重显著降低,外源喷施1 mmol/L Spd处理可明显缓解盐胁迫对幼苗生长的抑制。盐胁迫下叶片游离态多胺含量显著增加,外源Spd进一步促进了游离态Spd和精胺（Spm）的积累,降低了游离态腐胺（Put）的积累。多胺合成酶基因表达分析表明,盐胁迫上调了adc、odc、samdc和spds基因的表达,施用外源Spd后进一步上调了samdc基因,下调了adc、odc、spds基因的表达。表明外源Spd参与了黄瓜幼苗体内多胺代谢的调节,通过下调盐胁迫下adc、odc基因的表达,抑制游离态Put的积累,上调samdc基因的表达促进游离态Spd和Spm的积累,进而缓解盐胁迫对植物生长的抑制。     

盐胁迫下大麦根系多胺代谢与其耐盐性的关系

研究了0～300mmol/LNaCl对大麦(Hordeum-vulgare-L.)幼苗生长速率、根系游离和结合态多胺含量以及多胺生物合成关键酶活性的影响。结果表明,在0～200mmol/L NaCl处理下精氨酸脱羧酶（ADC）、多胺氧化酶(PAO)以及转谷酰胺酶(Tgase)活性明显提高,而在300 mmol/L NaCl处理下活性下降。与之对应,游离腐胺（Put）含量随处理盐浓度的提高一直呈上升趋势,亚精胺(Spd)和在根系内检测到的未知多胺(Pax)在低浓度盐处理时含量上升,随盐浓度的提高含量下降。盐处理前后精胺(Spm)含量变化不明显。低浓度盐处理时游离态（Spd+Pax）/Put上升,随盐浓度的提高比值明显下降。结合态Put、Spd和Pax含量以及结合态多胺总量均在低浓度盐处理时上升,随盐浓度的提高含量明显下降。统计分析显示,大麦相对生长速率与游离态（Spd+Pax）/Put和结合态多胺含量间均呈极显著正相关关系,与游离态多胺和结合态多胺的比值间均呈显著负相关关系,上述结果说明盐胁迫下大麦体内游离态Spd、Pax与Put以及结合态形式之间的平衡与大麦耐盐性关系密切,游离态Put向Spd 、Pax以及结合态形式转化均有利于大麦耐盐性的提高.     

盐胁迫下大麦根系多胺代谢与其耐盐性的关系

研究了0－300mmol/L NaCl对大麦（Hordeum vulgare L.)幼苗生长速率,根系游离和结合态多胺含量以及多胺生物合成关键酶活性的影响。结果表明,在0－200mmol/L NaCl处理下精氨酸脱羧酶（ADC）、多胺氧化酶（PAO）以及转谷酰胺酶（TGase)活性明显提高,而在300mol/L NaCl处理下活性下降,与之对应,游离腐胺（Put)含量随处理盐浓度的提高一直呈上升趋势。亚精胺（Spd)和在根系内检测到的未知多胺（PAx）在低浓度盐处理时含量上升,随盐浓度的提高含量下降,盐处理前后精胺（Spm)含量变化不明显,低浓度盐处理时游离态（Spd PAx)/Put上升,随盐浓度的提高比值明显下降,结合态Put,Spd和PAx含量以及结合态多胺总量均在低浓度盐处理时上升,随盐浓度的提高含量明显下降,统计分析显示,大麦相对生长速率与游离态（Spd PAx）／Put和结合态多胺含量间均呈极显著正相关关系,与游离态多胺和结合态多胺的比值间均呈显著负相关关系,上述结果说明盐胁迫下大麦体内游离态Spd,PAx与Put以及结合态形式之间的平衡与大麦耐盐性关系密切,游离态Put向Spd,PAx以及结合态形式转化均有利于大麦耐盐性的提高。     

Characterization of the Polyamine Biosynthetic Pathways and Salt Stress Response in Brachypodium distachyon

Journal of Plant Growth Regulation - To characterize polyamine (PA) biosynthetic pathways in Brachypodium distachyon, we analyzed the gene-expression patterns and PA contents in various organs....     

植物源食品多胺的作用及其含量调节

多胺 (polyamines,PAs)在植物源食品中广泛分布 ,在人体健康中发挥着重要作用。简要概述了多胺在细胞增殖、肿瘤发展中的作用及其作用的初步机理。通过化学调控和基因工程手段以及一些环境条件的控制 ,可以人为地调节植物源食品多胺的含量。     

Polyamine cytochemistry

Summary o-Phtalaldehyde (OPT) reacts with a number of biologically important molecules, including the polyamines, spermidine and spermine. By systematically varying reaction conditions with respect to temperature, pH, concentration and length of exposure to the reagent, using both model systems and tissues, we have succeeded in constructing a cytochemical OPT-method specific for spermidine and spermine. The method detects cell types known to contain these polyamines, including growing and neoplastic cells. The staining pattern obtained with the OPT method is identical to that obtained with the formaldehyde-fluorescamine (FF) technique recently shown to be specific for spermidine and spermine. In contrast to the FF technique, the OPT method can be used for staining suspensions of isolated cells and may hence be employed in studies using fluorescence-activated cell sorting (FACS). Preliminary such studies show a pronounced decrease in cellular OPT-induced fluorescence, paralleled by a decrease in content of polyamines, after treatment with the polyamine biosynthesis inhibitor -difluoromethylornithine (DFMO). In contrast, cells simultaneously treated with DFMO+spermidine show pronounced increases in their spermidine content and parallel increases in their OPT-induced fluorescence. Availability of methods selectively demonstrating polyamines at the cellular and subcellular level is expected to aid our understanding of polyamine functions in normal growth and cancer.