硼添加对铝胁迫栝楼生长和生理的影响

为揭示硼对缓解栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)铝(Aluminum)毒害的生理机制,以耐铝性强的安国栝楼和耐铝性弱的浦江栝楼为材料,研究了50μmol/L硼酸(H₃BO₃)对300μmol/L Al³⁺胁迫下栝楼幼苗生长、铝积累、抗氧化能力和细胞壁组分的影响。结果表明：铝胁迫下,植株的根长、株高、鲜重和干重降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性受到显著抑制,安国栝楼、浦江栝楼根尖丙二醛(MDA)含量分别增加256.1%、278.2%,细胞壁多糖含量、果胶甲酯酶(PME)活性、根尖铝积累量显著提高,果胶甲基酯化度(DM)和3-脱氧-D-甘露-辛酮糖酸(KDO)含量降低。外源硼可以缓解铝胁迫对栝楼幼苗生长的抑制作用,安国与浦江栝楼的抗氧化酶活性显著提升,MDA含量、细胞壁多糖含量、PME酶活性均降低,安国栝楼果胶DM值恢复至正常水平的91.5%,浦江栝楼KDO含量较单铝处理组上升52.0%,活性铝结合位点减少,有效降低了根尖铝含量并维持其形态结构。因...     

褪黑素对铅胁迫下虎舌红和朱砂根生理响应及DNA损伤的调控效应

铅胁迫是影响植物生长的主要非生物因素之一。以二年生虎舌红(Ardisia mamillata)和朱砂根(A. crenata)为实验材料, 探究外源褪黑素(MT)处理对不同浓度铅胁迫下2种植物生理响应及DNA损伤的调控效应。结果表明, 相同处理时间内, 随着铅胁迫浓度的升高, 虎舌红与朱砂根的3种抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白(SP)含量均先升高后降低, 而丙二醛(MDA)含量先降低后升高, 根尖胼胝质含量持续升高, 根系DNA损伤加剧。施加适宜浓度的外源褪黑素(MT)后, 不同浓度铅胁迫下2种植物的抗氧化酶活性得到有效增强, 且均在100 µmol∙L^-1 MT处理时达到最大值, Pro和SP含量均显著升高, MDA含量则先显著降低而后缓慢升高, 根尖胼胝质含量持续增加, 根系DNA损伤得到改善; 随着MT浓度的持续升高, 其缓解作用逐渐减弱。相较于虎舌红, 朱砂根对铅胁迫的抗性更强, 生理响应更稳定。施加外源MT可有效缓解铅胁迫对虎舌红和朱砂根的毒害作用(缓解效果朱砂根>虎舌红), 增强二者对铅毒的耐受性, 其中100 µmol∙L^-1 MT处理下缓解效果最佳。研究揭示了虎舌红和朱砂根抗铅性的优劣及外源MT对铅毒的缓解效应, 为紫金牛属植物抗铅性研究提供理论参考。     

马尾松幼苗生长及生理特性对铝胁迫的响应

以马尾松幼苗为试验材料,采用水培法研究铝胁迫（Al³⁺浓度为0、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L^-1）对马尾松幼苗生长及其针叶中叶绿素、渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸）、丙二醛（MDA）和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等保护酶活性的影响,为揭示马尾松铝毒害生理机制及提高马尾松的耐铝能力提供理论依据。结果显示：当Al³⁺处理浓度为0.2 mmol·L^-1时对马尾松株高和基径生长的影响较小,但对马尾松根系生长有一定的促进作用;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时对马尾松株高、基径和根长的生长均会产生一定的抑制作用,且这种抑制作用随着Al³⁺浓度的增大而增强。马尾松针叶中叶绿素含量和SOD、POD活性均随着Al³⁺处理浓度的增加呈先上升后下降的趋势;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时马尾松针叶中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质均呈上升趋势,且随着Al³⁺浓度的升高而增大;Al³⁺处理浓度大于0.2 mmol·L^-1时马尾松针叶中MDA含量也呈上升趋势,且随着Al³⁺浓度的增大而升高,说明大于0.2 mmol·L^-1的Al³⁺处理可导致马尾松膜脂产生氧化。研究表明,马尾松幼苗具有一定的耐铝能力,在铝胁迫生境下可通过提高自身SOD和POD等保护酶的合成和主动积累脯氨酸、蛋白质和可溶性糖等渗透物质,产生适应性生理响应以维持自身的生理平衡来降低铝毒害作用。     

车前对铝胁迫生理响应的研究

为探讨车前(Plantago asiatica)对铝胁迫的耐受特性及生理机理,在不同铝浓度及胁迫时间下,对其叶片的渗透调节物质、膜脂过氧化程度和体内保护酶系统进行了研究。结果表明,低浓度铝处理对车前的生理指标无明显影响。随着铝浓度的升高,叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量呈先升高后下降趋势,细胞质膜透性显著增大、MDA含量显著增加。500 mg L–1的Al3+处理,车前叶片的SOD、CAT、POD活性均明显提高。因此,在铝胁迫下,野生草本植物车前能通过体内的生理保护机制来减少Al胁迫,表现出较强的耐铝特性。     

苜蓿幼苗对铝胁迫的生理响应及综合评价

为探讨铝胁迫对苜蓿(Medicago sativa)幼苗生长和生理特性的影响,对铝胁迫下苜蓿地上和地下生物量、光合色素及根尖胼胝质含量进行测定,并对根尖结构进行观察,最后采用隶属函数分析法对苜蓿耐铝性进行评价。结果表明,随着铝胁迫的增加,苜蓿地上、地下部分生物量呈降低趋势,低浓度和高浓度铝胁迫使苜蓿生物量显著下降(P0.05);苜蓿的叶绿素含量呈下降趋势,胼胝质积累量增多;中、高浓度铝胁迫使根尖胼胝质含量显著上升。随铝胁迫浓度升高,根尖横切面细胞发生较大变化,尤其在高浓度时,细胞干瘪且排列紊乱。隶属函数分析结果表明,No. 12和No. 18苜蓿材料的耐铝性较好,可在南方酸性富铝化土壤中推广应用。     

多花黑麦草对铝胁迫的生长生理响应

以多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)为材料,采用盆栽实验法,对其进行不同浓度铝(Al)的胁迫处理(0、100、200、300、400、500 mg/kg),并测定植株胁迫后的各项生长和生理指标。结果显示,Al胁迫会抑制多花黑麦草的生长和生物量的积累,Al~(3+)含量越高,其抑制作用越强。其中,土壤Al~(3+)含量为500 mg/kg时对植物株高和地上部的干重产生显著抑制作用;而当Al~(3+)含量为100 mg/kg时对植物根长和根干重产生显著抑制作用。叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均随Al~(3+)含量的升高而降低,其中Al~(3+)含量为500 mg/kg时,叶绿素a、叶绿素b分别比对照下降了56.81%和46.57%。地上部和根系中的可溶性糖、游离脯氨酸、MDA含量和SOD活性均随Al~(3+)含量的升高而升高,且上述地上部4个指标均高于根系。     

南方4种草本植物对铝胁迫生理响应的研究

 不同的植物对铝胁迫的生理响应不同, 因而对铝毒的耐性也不相同。设置5种铝浓度,进行砂培法处理,研究了4种我国南方红壤广泛分布的草本植物——牵牛(Pharbitis nil)、望江南(Cassia occidentlis)、光头稗(Echinochloa colonum)和合萌(Aeschynomene indica)的种子萌发、光合色素、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、质膜透性(MP)、过氧化氢酶 (CAT) 活性以及过氧化物酶 (POD)活性的变化。结果表明铝对4种植物的生理特性都有明显的影响。4种植物的种子在10 000 mg·L－1 Al3+处理条件下都不能萌发。2 000 mg·L－1 Al3+处理都不利于4种植物的生长,与对照相比,2 000 mg·L－1 Al3+处理时4种草本植物叶绿素和叶绿素总含量显著降低(p<0.05);MDA含量和MP显著增加(p<0.05);脯氨酸含量极显著增加(p<0.01);POD和CAT活性极显著降低(p<0.01)。中低铝(80和400 mg·L－1)处理时,牵牛和合萌与对照相比,MP和MDA含量降低,POD和CAT活性升高;望江南的反应与牵牛和合萌的反应相反;光头稗在80 mg·L－1 Al3+处理时,与牵牛和合萌的变化一致,在400 mg·L－1 Al3+处理时,则相反。植物在中低铝处理条件下,通过维持较高的POD和CAT活性和脯氨酸、叶绿素含量,较低的MP和MDA含量来增加其对铝的耐性。     

植物铝胁迫响应基因的研究进展

铝毒是酸性土壤中植物生长和作物生产的主要限制因子.近年来的很多研究应用差异显示PCR、抑制差减cDNA文库和DNA微正列等技术,在一些铝耐受型和敏感型植物中鉴定了很多铝胁迫响应基因.本研究通过参阅国内外有关报道和结合本实验室的研究成果,从铝诱导的通道蛋白、代谢相关、胁迫和细胞死亡以及信号转导相关基因4个方面的研究进展进行了综述.     

伯克霍尔德菌通过改善生理适应性及调节铝响应基因的表达增强甘蔗对铝胁迫的耐受性

多种因素可影响植物生长并提高其抗逆性, 其中植物根际促生菌(PGPR)可能扮演着极其重要的角色。为挖掘耐铝性良好的根际微生物资源并探讨其缓解甘蔗(Saccharum officinarum)铝毒害的作用, 该研究从甘蔗根际土壤中分离出一批耐铝细菌, 分析它们的促生特性、耐酸性、耐铝性以及对Al³⁺的去除能力, 筛选出优势PGPR并检测其对甘蔗的促生长效应, 对比接种和不接种PGPR的甘蔗在铝胁迫下植株体内的铝积累量、生理代谢情况以及耐铝相关基因的表达量。分离筛选到的3株优势甘蔗根际细菌——伯克霍尔德菌(Burkholderia), A1、A23、X6具有较强的耐酸性(pH 3.8)和耐铝性(4或5 mmol·L^-1), 3株细菌均具有溶磷、分泌胞外多糖(EPS)、固氮和去除Al³⁺的能力, X6能够产生少量吲哚乙酸, A1和X6可分泌较多的铁载体, A23和X6具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶活性, A1、A23、X6菌株组合可显著提高甘蔗株高、叶面积及地上部分鲜质量。接种组合菌对植株地上部分与地下部分氮、磷、钾的含量无明显影响, 但显著增加了0.5、1 mmol·L^-1铝胁迫下甘蔗地上部分的铝含量和显著降低了1 mmol·L^-1铝胁迫下甘蔗地下部分的铝含量, 总体表现为降低甘蔗体内的总铝含量。接种处理对植株超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性以及脯氨酸、可溶性蛋白含量无显著影响, 但显著降低了铝胁迫下甘蔗根尖的丙二醛含量, 显著提高了根尖的过氧化氢酶活性, 显著增加了甘蔗根尖MAPK和GST基因以及叶片PEPC基因的表达量。这些结果表明, 耐铝伯克霍尔德菌对甘蔗生长、铝的吸收积累和植株抗氧化防御能力及耐铝基因表达产生显著影响, 这些影响共同作用提高了甘蔗的耐铝毒能力。     

铝胁迫对柳杉组培苗生长及生理特性的影响

用添加了不同浓度的Al Cl3的培养基培养柳杉组培苗,研究铝胁迫对柳杉生长及生理特性的影响。结果表明,与对照相比,0.5¹.0 mmol·L^-1 AlCl₃处理能显著提高柳杉组培苗的根长、株高及生物量,叶中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶活性以及可溶性蛋白含量升高;当铝浓度处理为1.5 mmol·L^-1时,柳杉的生长受到一定程度抑制,但叶片内抗氧化酶活性以及可溶蛋白含量等指标仍高于对照,说明此浓度对柳杉有轻微的胁迫但柳杉能通过自身抗逆境能力缓解伤害;而在铝浓度达到2.0 mmol·L^-1时,柳杉生长受到严重抑制,叶片内丙二醛（MDA）含量显著上升。由此推测,低浓度铝(<1.0 mmol·L^-1)对该柳杉组培苗生长有一定的促进作用,1.5 mmol·L^-1 AlCl₃浓度会影响该柳杉组培苗的正常生长,其耐铝阈值应在1.5².0 mmol·L^-1之间。     

根癌农杆菌转化桥楼及植株再生

用根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）菌株C58感染栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim.）无菌苗诱导冠瘿瘤,获得其冠瘿组织;栝楼冠瘿组织经除菌后能在无激素的MS培养基上良好生长,纸电泳检测结果表明其合成了冠瘿碱,表明Ti质粒转化成功,栝楼冠瘿组织在MS培养基上形成完整植株,移栽后良好生长。     

镉与锌复合污染对栝楼幼苗生理特性的影响

通过室内盆栽实验,研究镉(Cd)、锌(Zn)复合污染对栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)幼苗生理特性的影响.结果显示,随着Cd、Zn浓度的升高,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性糖及紫外吸收物含量下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高再下降,过氧化物酶(POD)活性及类胡萝卜素含量呈升—降—升趋势;丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量分别呈S\"型及倒N\"型曲线变化.与对照相比,在不同浓度复合污染条件下,光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白、紫外吸收物含量及SOD活性均有所下降,POD活性和MDA含量上升.研究表明,栝楼幼苗对Cd、Zn胁迫具有一定的耐受力,但高浓度Cd、Zn对幼苗正常生长有较为显著的抑制作用.     

利用栝楼发根生产天花粉蛋白的研究

利用发根农杆菌 (Agrobacterium rhizogenes)菌株 R1 60 1 ,成功地从药用植物栝楼 (Trichosantheskirilowii Maxim.)中诱导出发根并建立了栝楼发根的离体培养系统。通过蛋白质印迹法对栝楼发根的天花粉蛋白进行了鉴定。利用 SDS- PAGE和 TLC扫描 ,测定出每克鲜重栝楼发根中天花粉蛋白的含量可达 8.1 6mg。     

雌雄栝楼的组织培养研究

对雌雄栝楼（Trlctmsanthes kirilowii Maxim）分别进行组织培养的研究结果表明：在雌雄栝楼组织培养过程中,愈伤组织的诱导和分化适宜的培养基均存在性别差异。愈伤组织诱导的适宜培养基分别是,雌性栝楼培养基为MS＋NAA0．5mg／L＋IBA0．5mg／L＋6-BA1．5mg／L;雄性栝楼培养基为MS＋NAA0．1mg/L＋IBA0．5mg／L＋6-BA0．5mg／L和MS＋NAA0．1mg／L＋IBA1．0mg／L＋6-BA1．0mg/L。愈伤组织分化的适宜培养基分别是,雌性栝楼培养基为MS＋NAA0．1mg／L＋IBA0．4mg／L＋6-BA1．2mg／L;雄性栝楼培养基为MS＋NAA0．3ms／L＋IBA0．2mg／L＋6-BA0．8mg／L;雌雄栝楼无根苗生根的适宜培养基均为MS＋NAA0．1mg／L。     

聚乙二醇对栝楼种子萌发的影响

针对栝楼籽萌发困难的问题,本试验采用聚乙二醇（PEG）对栝楼种子进行处理,结果表明：15％PEG浸种24h,可有效调节渗透水势,改变种子生理生化反应特性,并保持淀粉酶活性连续上升,使可溶性蛋白质含量明显提高,可见PEG在加速大分子动员和提高代谢能力方面发挥了作用,从而促进植物体的组织器官形态建成和生长发育;同时,PEG处理提高了过氧化物酶（POD）活性,降低了丙二醛（MDA）含量,减少了自由基积累,减轻了浸种吸涨对膜系统的损伤,降低了不利因素的影响,提高了种子活力。     

A novel type-1 ribosome-inactivating protein isolated from the supernatant of transformed suspension cultures of Trichosanthes kirilowii

A type-1 ribosome-inactivating protein (RIP) designated TK-35 has been purified from the supernatant of suspension cultures of Agrobacterium rhizogenes-transformed stem sections of Trichosanthes kirilowii. The protein was purified from the supernatant by PerSeptive SH/M cation exchange and Sephadex G-75 S gel permeation chromatography. The protein occurs as a monomer, with a molecular weight of 35,117, and is glycosylated. A protein translation inhibition assay indicates that TK-35 has an IC₅₀ value of 2.45 nm and is able to release the rRNA N-glycosidase diagnostic fragment from rabbit reticulocyte lysate. TK-35 is quite thermally stable. Analysis of its N-terminal sequence and two lys-C-protease-digested polypeptides (internal) amino acid sequence indicates that this protein is not homologous to trichosanthin and other type-1 RIPs in Cucurbitaceae family. Received: 20 August 1997 / Revision received: 30 September 1997 / Accepted: 11 November 1997     

天花粉中三个同工凝集素的分离纯化及其生物学性质研究

运用阴离子交换层析从亲和纯的天花粉凝集囊中分离得到三个同工形式的凝集素,它们都具有结合半乳糖的能力,都能与天花粉凝集大的抗血清形成免疫沉淀线,并且其它各方面的性质如疏水结合能力也相仿。对它们生物学性质的检测,发现它们都能杀伤黑色素瘤细胞,但缺乏抑制无细胞蛋白质生物合成的能力。另外,对植物中同工形式凝集大的存在进行了讨论。     

栝楼雌雄植株的光合作用和蒸腾作用特性

对栝楼雌雄植株生长发育关键时期的光合作用和蒸腾作用进行研究.结果表明:在营养生长阶段,栝楼雄株的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均大于雌株;雄株比雌株提前22 d进入生殖生长阶段,当雄株进入生殖生长阶段后,其光合速率、蒸腾速率和气孔导度均大于雌株,但水分利用效率略小于雌株;当雌株进入生殖生长阶段后,其蒸腾速率和气孔导度大于雄株,而光合速率和水分利用效率显著小于雄株.气候因子对栝楼生长发育的影响主要是在营养生长和生殖生长初期,栝楼生长发育后期对气候因子的响应程度减弱.较高的温度和较低的湿度有利干栝楼的生长发育,光照可提高栝楼尤其是雄株的光合速率.进入生殖生长后,雄株的光合速率随光照的增强显著增加,而雌株的光合速率增加不显著;随气温的升高,雄株的蒸腾速率显著提高,雌株的光合速率极显著提高.