膜脂组成与植物抗冷性的关系及其分子生物学研究进展

植物的抗冷性与膜脂的组分和结构密切相关,与质膜中脂肪酸的不饱和度关系更为密切。膜脂不饱和脂肪酸含量越高,膜脂相变温度越低,植物的抗冷性提高。植物体内存在一些降低膜脂脂肪酸饱和程度的酶,如甘油3磷酸酰基转移酶,ω3脂肪酸去饱和酶等,它们能够催化膜中脂肪酸的去饱和反应,生成不饱和脂肪酸,从而提高植物的抗冷性。本文就低温对膜脂的影响、膜脂组成与植物抗寒性的关系及其分子生物学研究进展作一简单综述。     

膜对采后园艺作物衰老的影响

植物衰老是由内在和外部环境因素所诱导和引起的一种主动过程 ,其中膜的劣变是这种过程早期的表现形式和基本特征。简要评述了膜系统对采后园艺作物的衰老作用。有证据表明膜系统破坏是采后园艺作物衰老的关键事件。膜脂生物化学和生物物理性质的变化、酶促和非酶促的过氧化作用导致了膜特性的改变和功能上的失调 (如离子泄漏和细胞去区域化 )。这样 ,反过来又进一步引起细胞代谢异常 ,并加速衰老进程。目前 ,膜系统对采后园艺作物衰老的作用过程正逐步得到阐明     

钙信使系统在百草枯诱导小麦幼苗膜脂过氧化中的作用

用EGTA、异博定（verapemil）或TFP侦处理能减轻百草枯诱导的小麦幼苗膜脂过氧化程度,处理浓度越高,效呆越明显。显示百草枯访导的膜脂过氧化有可能启动了钙信使系统,从而引起吁促膜脂过氧化作用。     

He-Ne激光对增强UV-B辐射下小麦幼苗膜脂过氧化的缓解作用

采用He-Ne激光(5 mW/mm2)辐照增强UV-B辐射(10.08 kJ/m2.d)的晋麦8号小麦幼苗,通过测定小麦幼苗叶片细胞质膜透性、丙二醛(MDA)的含量以及脂氧合酶(LOX)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷光苷肽过氧化物酶(GPX)的活性变化,研究He-Ne激光对增强UV-B辐射的小麦幼苗膜脂过氧化的影响。结果显示,He-Ne激光辐照可使经UV-B辐射后小麦幼苗叶片质膜相对透性、MDA含量、LOX活性降低,而使CAT、APX和GPX的活性均升高。分析表明UV-B辐射增强可导致膜脂过氧化加剧,而一定剂量的He-Ne激光能够通过促进酶促抗氧化系统酶的活性来缓解紫外线辐射下小麦幼苗的膜脂过氧化作用。     

垃圾填埋场渗滤液尾水灌溉下百慕大草抗氧化系统的反应

通过盆栽试验,研究了渗滤液尾水灌溉下百慕大草的膜脂过氧化及酶促、非酶促抗氧化系统的反应.结果表明,低稀释比的渗滤液尾水(<25%)灌溉下,随着稀释比增大,百慕大草叶绿素a/b提高,丙二醛(MDA)、H₂O₂含量及膜透性降低,膜脂过氧化水平较轻;但中、高稀释比(>25%)下,随稀释比的增大则显示出一定的负效应,表现为叶绿素a/b降低,MDA、H₂O₂含量及膜透性提高,从而导致膜脂过氧化水平提高.非酶抗氧化剂抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)含量的变化趋势相同,即低稀释比下含量升高,中高稀释比胁迫下明显降低.抗氧化酶中,超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性变化同抗氧化剂变化趋势相似,但POD对胁迫的反应更敏感;而过氧化氢酶(CAT)活性变化趋势则先减弱后增强;MDA含量和抗氧化剂含量、抗氧化酶SOD、POD活性间的显著负相关,表明3种抗氧化剂和SOD、POD在防止百慕大草膜脂过氧化上可能起到更重要的作用.     

多环芳烃荧蒽诱导拟南芥氧化胁迫

选用模式植物拟南芥为材料,以四环的多环芳烃（PAHs）荧蒽为研究对象,从植物对非生物胁迫响应紧密相关的抗氧化酶及膜保护系统的变化入手,研究了植物对多环芳烃胁迫的生理响应.结果表明：荧蒽胁迫下拟南芥经历了氧化胁迫和膜脂过氧化过程.0.75 mmol·L^-1的荧蒽使拟南芥光合作用过程受到抑制;1.00 mmol·L^-1的荧蒽使拟南芥丙二醛(MDA)含量极显著增加, 抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性极显著下降, 膜脂过氧化作用加剧,1.25 mmol·L^-1的荧蒽使拟南芥过氧化物酶(POD)活性极显著下降,H₂O₂在细胞内累积,拟南芥明显受害.     

植物中活性氧的产生及清除机制

环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧,从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类。酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量,从而获得耐逆转基因植物已取得一定的进展。     

模拟酸雨及其酸化土壤对小麦幼苗膜脂过氧化水平的影响

以小麦为试材,采用盆栽的方法研究了模拟酸雨及其酸化土壤对小麦幼苗膜脂过氧化水平的影响。结果表明以黄棕壤为材料通过模拟酸雨的淋溶,引起了土壤酸化和盐基流失。当模拟酸雨的pH值由5.6下降到2.5时,土壤pH值由6.06下降到3.41,土壤中交换性盐基总量便从56.5mmol/kg下降到41.1mmol/kg。将小麦幼苗栽培在该酸化土壤上,并分别用5种不同pH值的模拟酸雨喷淋地上器官,导致小麦幼苗体内的膜脂过氧化水平增高和保护酶的活性变化。其中模拟酸雨喷淋小麦幼苗对叶片中的膜脂过氧化水平及保护酶活性的影响大于酸化土壤对其产生的影响。而酸化土壤对小麦幼苗根系中的膜脂过氧化水平和保护酶活性的影响大于模拟酸雨喷淋对其产生的影响。同时,pH≤3.0的高强度酸雨以及由其产生的酸化土壤(T4、T5土壤)对小麦幼苗的膜脂过氧化水平和保护酶的活性产生了严重的影响。     

提取植物体内MDA的溶剂及MDA作为衰老指标的探讨

植物器官衰老时,或在逆境条件下,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛(MDA)是其产物之一,通常利用它作为脂质过氧化指标,表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。但是,由于测定条件和测定方法的     

GA1处理采后油桃果实膜脂过氧化的影响

采后GA3处理“阿姆肯”油桃果实（Prunus Persica (L.)nectarine.cv.‘armking’),降低了果实中过氧化氢（H2O2）积累和膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量,显著提高了活性氧清除酶过氧化氢酶（CAT）和抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）的含量,降低了果实衰老期间的膜脂过氧化,对“阿姆肯”油桃有一定保鲜效果。     

低温及光照对红苞蔓绿绒幼苗膜脂过氧化的影响

本文研究低温和光照条件对红苞蔓绿绒幼苗膜脂过氧化作用的影响。目测结果表明,红苞蔓绿绒幼苗叶片受低温伤害程度与对照差异不明显,且各处理间差异不显著。各处理的丙二醛含量基本上高于对照,细胞膜透性、过氧化氢酶和过氧化物酶活性均高于对照,说明红苞蔓绿绒幼苗具有较高的抗低温能力,膜脂过氧化水平随低温胁迫强度的增强而增大,过氧化氢酶和过氧化物酶活性与丙二醛含量成正相关。5℃时,在光照条件下幼苗的细胞膜透性、丙二醛含量、过氧化氢酶和过氧化物酶活性均高于暗处理;但10℃时结果却相反。     

活性氧不敏感型拟南芥的突变体对H2O2的响应

检测拟南芥ros突变株对H2O2响应的结果表明,此种突变体对H2O2有较强的耐受性,表现为气孔开度对H2O2不敏感和H2O2胁迫时的膜脂过氧化水平较低。采用激光扫描共聚焦显微术(LSCM)并结合H2O2荧光探针H2DCFDA检测外源ABA诱导保卫细胞的结果显示,突变体内荧光强度比野生型拟南芥低,暗示此种突变体消除H2O2的能力可能有提高,从而可增强植株抗氧化胁迫的能力。     

渗透胁迫对水稻幼苗膜脂过氧化及体内保护系统的影响

两个不同抗旱性的水稻品种对PEG6000渗透胁迫(-0.5MPa,-0.8MPa)的反应具有一定差异。渗透胁迫下SOD,POD和CAT活性及Vc,Car含量与膜脂过氧化水平及膜透性呈一定负相关性,表明这些指标可作为水稻抗旱育种的参考依据。     

渗透胁迫下稻苗中游离脯氨酸累积与膜脂过氧化的关系

杂交稻幼苗经聚乙二醇（ＰＧＥ４０００）渗透胁迫（－０．９５ＭＰａ）处理,幼苗含水量及相对含水量下降,游离脯氨酸和膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量上升,质膜透性增大。随ＰＥＧ渗透胁迫时间延长,幼苗膜脂饱和脂肪酸含量逐渐增加,不饱和脂肪酸含量降低,不饱和脂肪酸指数（ＩＵＦＡ）减少。脯氨酸累积与ＭＤＡ增长及膜透性加大呈正相关性,与膜脂脂肪酸不饱和度呈负相关性。讨论了游离脯氨酸累积与细胞透性的相关性,以     

木波罗种子脱水敏感性与膜脂过氧化的研究

刚采收的木波罗种子含水量为５８．６％。随着含水量下降,种子的发芽率和发芽指数迅速下降,种子对脱水非常敏感,是典型的顽拗性种。自然脱水时,种子胚轴和子叶中超氧物歧化酶的活性先上升,然后下降,丙二醛和脂质氢过氧化物的含量显著增加。其脱水敏感性的原因可能是当种子脱水时,植物酶ＳＯＤ的活性下降,膜脂过氧化作用加强,从而使膜的结构和功能受到破坏,种子生活力丧失。     

等渗Ca（NO3）2和NaCl胁迫对黄瓜砧用南瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以黄瓜砧用黑籽南瓜和白籽南瓜幼苗为材料,通过营养液栽培研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对南瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响。结果表明,不同盐胁迫下两砧木幼苗生长和抗氧化系统活性均受到不同程度抑制;与黑籽南瓜相比,白籽南瓜‘青砧1号’植株的生物量和SOD、POD和CAT活性均较高,而盐害指数、膜相对透性、MDA含量及O2.-产生速率则明显降低。等渗Ca(NO3)2和NaCl对两砧木南瓜幼苗的盐胁迫效应不同,Ca(NO3)2胁迫对砧木生长的抑制作用及盐害指数、膜相对透性、MDA含量、O2.-产生速率均小于等渗的NaCl处理,而其SOD、POD、CAT活性高于NaCl处理。可见,白籽南瓜‘青砧1号’具有较强的生长势和有效清除体内活性氧能力,有效降低膜质过氧化伤害程度,这是其耐盐性高于黑籽南瓜的重要原因;Ca(NO3)2处理使两砧木幼苗细胞受氧化损伤程度较轻,对植株生长的抑制程度明显低于等渗的NaCl。     

Methyl Jasmonate Reduces Water Stress in Strawberry

The effect of methyl jasmonate (MJ) on changes of oxygen-scavenging enzyme activities and membrane lipid composition was studied in strawberry leaves under water stress. Under water stress, MJ treatment reduced the increase of peroxidase (EC 1.11.1.7; POD) activity, maintained higher catalase (EC 1.11.1.6; CAT) and superoxide dismutase (EC 1.15.1.1; SOD) activities, and ascorbic acid content. In addition, MJ treatment reduced transpiration and membrane-lipid peroxidation as expressed by malondialdehyde (MDA) content, lessened the reduction of membrane lipids, glycolipids [monogalactosyl diglyceride (MGDG), digalactosyl diglyceride (DGDG)], and phospholipids [phosphatidylcholine (PC), phosphatidylethanolamine (PE), phosphatidylglycerol (PG), and phosphatidylinositol (PI)]. In water-deficit conditions, MJ treatment also alleviated the decline in the degree of fatty acid unsaturation and the ratio of linolenic (18:3) to linoleic acid (18:2). These results indicate that MJ treatment appears to alter the metabolism of strawberry plants rendering the tissue better able to withstand water stress. Received June 16, 1999; accepted October 1, 1999     

黄连木和黄山栾树的抗寒性

以黄连木和黄山栾树当年生休眠枝条为试材,以北方乡土树种栾树为对照,采用人工冷冻的方法,研究了3种树木枝条膜脂过氧化作用、抗氧化酶活性和有机渗透调节物质的变化,分析其抗寒能力的差异.结果表明:随着温度的降低,3种树木的电解质外渗率呈"S"型上升,SOD和POD活性均先升后降;黄山栾树和栾树的MDA、可溶性蛋白和可溶性糖含量均先上升后下降,而黄连木则呈逐渐上升的趋势;利用电解质外渗率结合Logistic 方程推算的栾树、黄山栾树和黄连木的低温半致死温度(LT50)分别为-27.2℃、-23.7℃和-27.0℃.3种树木的抗寒性强弱顺序为:栾树＞黄连木＞黄山栾树.