UV-C对紫杉针叶叶绿体膜脂过氧化及PSⅡ电子传递活性的影响

在实验室条件下,用12W·m^-2剂量的紫外线C(UV-C,254nm)辐射紫杉针叶离体叶绿体．结果表明。随辐射时间的延长,活性氧清除系统中类胡萝卜素(Car)、谷胱甘肽(GSH)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性有不同程度的下降;脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量和膜相对透性有不同程度的增加;光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性显著下降,这种下降与光合活性光(PAR)强度呈反比;叶绿素对UV-C辐射不敏感．根据以上结果推测,UV-C辐射诱导叶绿体膜脂过氧化是导致PSⅡ电子传递活性下降的原因之一．     

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.     

O3和CO2浓度升高对油松针叶抗氧化系统的影响

利用开顶箱模拟大气O3与CO2浓度升高,对油松进行了连续4个月的熏蒸实验,探讨了油松针叶抗氧化系统化系统的响应.结果表明:1)高浓度O3显著增加了油松针叶过氧化氢的积累,到处理后期过量的过氧化氢显著地抑制了抗氧化酶活性,如SOD和APX,并且抗坏血酸被耗竭,加剧了膜质过氧化,最终导致了严重氧化伤害;2)高浓度CO2处理中油松针叶抗氧化酶活性普遍低于对照,ASA含量显著高于对照,可能是高CO2浓度促进ASA合成,或者是ASA的消耗减少,到处理后期使H2O2含量比对照降低了15.5%,从而减轻了膜质过氧化产物丙二醛含量,减轻了氧化伤害;3)与O3单因素相比,在协同处理中油松针叶具有较高的抗氧化酶活性和ASA含量,说明高CO2浓度减轻了高O3对抗氧化酶活性的抑制作用,并且提高了针叶内ASA含量,增强了针叶的抗氧化能力,有效地控制了ROS的产生与清除平衡,缓解了高O3带来的氧化伤害.     

远紫外辐射诱导紫杉产生的活性氧

为了解活性氧和自由基在介导远紫外辐射对植物伤害上的作用 ,在实验室内用远紫外线源对紫杉 (TaxuscuspidataSieb .etZucc .)苗进行了 4周的辐射处理。每周取样 ,对针叶的有机自由基及离体叶绿体的O-·2 和1O2 分别进行了电子自旋共振 (ESR)检测 ,以了解它们各自的相对重要性。结果表明针叶的有机自由基水平最能说明远紫外辐射剂量的积累效应。其次是叶绿体产生的O-·2 。叶绿体产生的1O2 也随辐照时间的增加而略有增加 ,但由于本底数值过高 ,它在介导远紫外辐射引起的伤害上可能不如O-·2 重要     

低温胁迫对黄瓜子叶抗坏血酸过氧化物酶活性和谷胱甘肽含量的影响

低温胁迫下黄瓜幼苗子叶抗坏血酸过氧化物酶活性和GSH含量显著下降,下降幅度随低温胁迫程度增加而递增。不同低温胁迫下酶活性和GSH含量变化与子叶电解质泄漏和MDA的增加呈负相关。幼苗用MV和MDA预处理可加剧由低温引起的抗坏血酸过氧化物酶活性和GSH含量降低,而用苯甲酸钠和α-生育酚预处理则可减轻这种降低,显示出过量的活性氧及其引发的膜脂过氧化产物MDA对抗坏血酸过氧化物酶和GSH均有伤害影响。     

O3浓度升高和UV-B辐射增强对大豆叶片叶绿素含量和活性氧代谢的影响

以大豆栽培品种铁丰29为试验材料,利用开顶式气室研究O₃浓度升高和UV-B辐射增强复合胁迫对大豆叶片叶绿素（Chl）含量、膜脂过氧化程度、活性氧产生速率、抗氧化酶活性和籽粒产量的影响.结果表明:在大豆整个生育期内,与对照相比,O₃和UV-B单一胁迫及其复合胁迫下的大豆叶片Chl（a+b）、Chl a和Chl b含量均呈下降趋势;相对电导率、丙二醛含量增大,活性氧产生速率和H₂O₂含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性下降,产量降低.O₂和UV-B复合胁迫加剧了大豆叶片膜脂过氧化程度,促进大豆体内活性氧自由基的产生,使大豆抗氧化能力减弱,叶绿素含量降低,对大豆表现为协同效应.O₃胁迫对大豆叶片的影响与复合胁迫更相近,其原因可能是在复合胁迫中臭氧起主要作用.     

O3浓度升高和UV-B辐射增强对大豆叶片叶绿素含量和活性氧代谢的影响

以大豆栽培品种铁丰29为试验材料,利用开顶式气室研究O₃浓度升高和UV B辐射增强复合胁迫对大豆叶片叶绿素(Chl)含量、膜脂过氧化程度、活性氧产生速率、抗氧化酶活性和籽粒产量的影响.结果表明： 在大豆整个生育期内,与对照相比,O₃和UV-B单一胁迫及其复合胁迫下的大豆叶片Chl(a+b)、Chl a和Chl b含量均呈下降趋势;相对电导率、丙二醛含量增大,活性氧产生速率和H₂O₂含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性下降,产量降低.O₃和UV-B复合胁迫加剧了大豆叶片膜脂过氧化程度,促进大豆体内活性氧自由基的产生,使大豆抗氧化能力减弱,叶绿素含量降低,对大豆表现为协同效应.O₃胁迫对大豆叶片的影响与复合胁迫更相近,其原因可能是在复合胁迫中臭氧起主要作用.     

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.     

铜胁迫条件下AMF对海州香薷光合色素含量、抗氧化能力和膜脂过氧化的影响

以盆栽海州香薷为研究对象,模拟Cu胁迫条件下,接种丛枝菌根真菌(AMF)对海州香薷叶片光合色素含量、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量、膜脂过氧化程度的影响。结果表明:(1)与对照相比,Cu胁迫使海州香薷叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl(a+b))、类胡萝卜素(Car)含量以及叶绿素a/b(Chl a/b)均显著降低,抗氧化酶活性和抗氧化剂含量也显著下降,质膜相对透性(MRP)和丙二醛(MDA)含量显著增大。(2)与Cu胁迫相比,Cu胁迫下接种AMF可使海州香薷叶片叶绿素含量显著增加;超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著提高;还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)含量显著增加;MDA含量、MRP显著下降。总之,接种AMF可提高Cu胁迫下海州香薷叶片光合色素含量和抗氧化能力,降低膜脂过氧化水平,从而缓解Cu胁迫对植株造成的伤害,增强海州香薷对Cu胁迫的适应性,提高了植株的生物量。     

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。     

紫外辐射对东北红豆杉鲜叶中紫杉醇及三尖杉宁碱含量的影响

分别采用254、365 nm两种波长的紫外光对东北红豆杉鲜叶进行辐射,研究了波长、辐射时间以及样品处理方式对东北红豆杉鲜叶中紫杉醇及三尖杉宁碱含量变化的影响。结果表明,东北红豆杉鲜叶经匀浆处理后接受紫外辐射,两种波长的紫外光都可以使紫杉醇及三尖杉宁碱的含量增加,但不同波长对紫杉醇及三尖杉宁碱含量提高的趋势却不相同。365 nm的紫外光辐射2 h时使紫杉醇和三尖杉宁碱含量均提高到了最大值,两种物质含量分别提高了44.6%和53.0%,而254 nm的紫外光在辐射8 h时才达到最大值,两种物质含量分别提高了39.2%和24.3%。可以选取365 nm的紫外光对东北红豆杉鲜叶水匀浆体系进行辐射,快速高效地提高鲜叶内紫杉醇和三尖杉宁碱的含量。     

极小种群东北红豆杉所在群落特征及其环境解释

以东北红豆杉(Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.)所在群落为对象,选择有东北红豆杉分布的21个样方进行群落调查,结合样方植物和环境数据,采用系统聚类、RDA分析、方差分解等方法研究东北红豆杉所在群落的特征及其主要影响因素。结果表明:(1)东北红豆杉所在群落共记录到48科90属107种植物,其物种组成丰富,可将群落划分为红松-紫椴林、红松-云杉-冷杉林、红松-槭树林、红松-风桦林4个林分类型;(2)温度、降水、林分类型和土壤pH等环境因子显著影响东北红豆杉的分布及其群落特征,整体上温度是最显著的影响因子,但在不同林型中各环境因子的主要作用不同;(3)气候因子、地形与土壤因子、生物因子三者对东北红豆杉所在群落分布的共同解释率为49.85%,地形与土壤因子的单独解释力最大(15.70%),其次为气候因子(14.96%)和生物因子(9.79%)。总之,由于自然和人为因素的干扰,东北红豆杉所处的群落类型多样,且东北红豆杉种群特征在不同的群落中各不相同,主要分布在红松-紫椴林和红松-云杉-冷杉林中,其他2种群落类型对回归保护地的选择具有很好的指示作用,应针对不同的分布群落采取不同的保护措施。     

Production of Active Oxygen Species from Taxus cuspidata Induced by Far-UV Radiation (in English)

In order to understand the role of active oxygen species in mediating plant injuries induced by far-UV radiation, seedlings of Taxus cuspidata Sieb. et Zucc. were irradiated by far-UV rays in laboratory for 4 weeks. The production of organic free-radicals in detached needles, and the production of O-·2 and 1O2 in isolated chloroplasts were detected weekly by electron spin resonance (ESR) to evaluate their relative importance. The results show that the cumulative effect of far-UV irradiation, is best indicated by the production of organic free radicals in the needles, O-·2 production in chloroplasts is the next. The enhancement of 1O2 production in chloroplasts by the cumulative far-UV irradiation seems to be not so important as O-·2 in mediating injuries induced by far-UV radiation because of its high background value.     

东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化及其对气候因子的响应

植物在进化适应过程中形成了一套对环境变化响应的防御体系,其中黄酮类化合物作为植物体内重要的次生代谢产物,是表征植物化学防御能力的重要指标。本研究将5个种源东北红豆杉幼苗分别移栽到4个试验地(37°N-43°N),利用多酚测量仪Multiplex-3(Force-A,France)对其叶片表皮黄酮类化合物含量进行无损测定,探讨随试验地、种源地气候因子的变化,东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量的变化规律。结果表明:试验地环境变化对类黄酮指数、花青素指数变化的相对贡献率大于种源地、试验地与种源地交互效应的相对贡献率;试验地气候因子对类黄酮指数、花青素指数解释率(49.8%、55.4%)分别高于种源地气候因子的解释率(35.3%、29.2%);东北红豆杉幼苗类黄酮指数、花青素指数随试验地纬度的升高而下降;试验地3类气候因子方差分解结果显示,光照因子对类黄酮指数、花青素指数变化的单独解释率最高;种源地气候因子方差分解结果显示,水分因子对类黄酮指数、花青素指数变化的单独解释率最高;试验地环境变化对东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化起主要作用;东北红豆杉幼苗在低纬度试验地表现出更强的化学防御能力;光照因子在短期影响东北红豆杉幼苗黄酮类化合物含量变化中起主导作用,而长期影响黄酮类化合物含量变化则转变为水分因子起主导作用。     

东北红豆杉细胞培养物PPO活性研究

研究证明, 多酚氟化酶(PPO)与东北红豆杉细胞生长存在密切关系, 利用Vc、NaCl、苯甲酸、亚硫酸钠、柠檬酸、草酸等可有效抑制PPO 的活性, 降低褐化程度, 促进东北红豆杉细胞培养物的生长。而利用硫酸铜、水解酪蛋白、椰乳、乙烯吡咯烷酮等可有效抑制PPO 活性·加重褐化、抑制东北红豆杉细胞培养物的生长。     

水杨酸作用下东北红豆杉细胞的二维凝胶电泳分析

东北红豆杉悬浮培养体系中加入适量浓度的水杨酸,染色结果表明,水杨酸可以增加细胞膜通透性,并可诱导部分细胞发生核凝集或核碎裂。提取细胞染色体DNA进行琼脂糖凝胶电泳,发现染色体DNA发生了部分降解。应用蛋白质双向凝胶电泳技术,研究了水杨酸处理后东北红豆杉细胞发生应激反应过程中蛋白质的表达情况,分析了处理细胞与正常细胞的蛋白质组差异,发现在水杨酸处理48h后的样品中有7个蛋白质差异点,而且有6个蛋白点仅在对照中检测到。结果表明,外加水杨酸改变了东北红豆杉细胞的基因表达,抑制部分蛋白合成的同时也合成了部分新蛋白质,这些蛋白可能与水杨酸的作用有关。     

Growth, structure, stomatal responses and secondary metabolites of birch seedlings (Betula pendula) under elevated UV-B radiation in the field

Three-year-old birch (Betula pendula Roth.) seedlings were exposed, in the field, to supplemental levels of UV-B radiation. Control seedlings were exposed to ambient levels of UV radiation, using arrays of unenergized lamps. A control for UV-A radiation was also included in the experiment. Enhanced UV-B radiation had no significant effects on height growth, and shoot and root biomass of birch seedlings. Leaf expansion rate increased transiently in the middle of the growing period in enhanced UV-B- and UV-A-exposed plants; however, final leaf size and relative growth rate remained unaffected. Leaf thickness and spongy intercellular spaces were increased in UV-B-exposed seedlings along with increased density of glandular trichomes. At the ultrastructural level, enhanced UV-B increased the number of cytoplasmic lipid bodies, and abnormal membrane whorls were found. Both enhanced UV-B and UV-A radiation induced swelling of chloroplast thylakoids. Stomatal density and conductance were significantly increased by elevated UV-B radiation. UV-A radiation increased the length and width of stomata, whereas UV-B radiation had only a marginal effect on stomatal size. UV-A and enhanced UV-B radiation attenuated the appearance of necrotic spots in autumn, probably caused by the fungus Pyrenopeziza betulicola, suggesting a direct harmful effect of UV on pathogens or reduced susceptibility to pathogens in UV-exposed seedlings. Secondary metabolite analysis showed increases in (+)-catechin, quercetin, cinnamic acid derivative, apigenin and pentagalloylglucose in birch leaves under enhanced UV-B radiation. Negative correlations between apigenin, and particularly quercetin concentrations and lipid peroxidation levels indicated an antioxidant role of secondary metabolites in birch leaves exposed to UV-B radiation.     

The effect of melatonin on eye lens of rats exposed to ultraviolet radiation

We investigated the influence of exogenously administered melatonin on adult rats eye lenses exposed to ultraviolet radiation (UV) A and B ranging from 356-254 nm irradiation at 8 microW/cm(2). Rats exposed to this range of UV for 15 min for one week showed a significant (P<0.05) reduction in antioxidant enzymes activities; superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and elevated (P<0.001) lipid peroxidation served as an index of cellular damage by free radicals. UV-radiation significantly (P<0.001) elevated calcium ions (Ca(2+)) and lactate dehydrogenase (LDH) activity in lenses. Depleting animals of their stores of important intracellular antioxidant and elevating lenticular Ca(2+) by UV irradiation, may be the main cause of lens opacification. Melatonin injection with radiation significantly reduced (P<0.05) lipid peroxidation, Ca(2+) and (P<0.001) for LDH. When melatonin was injected after radiation, SOD and GSH-Px enzyme activities increased significantly (P<0.01), and lipid peroxidation, Ca(2+) levels and LDH activities were reduced significantly. Melatonin injection after UV radiation was as effective as melatonin treatment concurrent with UV irradiation. We conclude that melatonin may protect the eye lens from the damaging effects of UV exposure, and its actions protect lens from oxidative stress, elevating Ca(2+) levels, which are considered as an important causes of cataractogenesis.     

紫杉醇合成代谢途径中紫杉烯合成酶cDNA的克隆

紫杉烯合成酶(Taxadienesynthase)被认为在紫杉醇合成代谢途径中起着限速酶的作用。为进一步研究紫杉烯合成酶的作用机理和紫杉醇生物合成代谢调控机制,采用RTPCR技术从东北红豆杉(Taxuscuspidata)愈伤组织中获得了紫杉烯合成酶基因片段,将该片段克隆在载体pGEMTEasyVector上,并转化到大肠杆菌JM109中,经EcoRI酶切检测,Southernblotting及部分cDNA序列分析证实该片段确为紫杉烯合成酶基因,与国外报道的从太平洋红豆杉(Taxus.brevifolia)幼茎中得到的紫杉烯合成酶基因序列具有很高的同源性。