家蚕胚后发育中过氧化氢的代谢及其意义

活性氧参与生物体内复杂的代谢过程。本文对它在家蚕个体发育过程中的生物学功能进行了初步探讨。取1岁龄家蚕蛹分别注射H2O2、脱皮激素（Ecdn)、保幼激素（JH）和还原型谷胱苷肽（GSH）,培养,定期取样测定家蚕体内H2O2含量。对家蚕整个幼虫期（Fig.1),尤其是大眠期（Fig.2)、化蛹期（Table1）、蛹期（Fig.3-a,b,c)以及成虫期（Fig.4,Table2)的研究结果表明,家蚕体内H2O2代谢具有如下特点：（1）入眠、化蛹、化蛾和死亡前H2O2含量都显著下降;（2）幼虫期1－3龄H2O2含量逐步下降,4－5龄H2O2含量回升,蛹期和成虫期H2O2含量与4－5龄接近;（3）每个龄期的中期H2O2含量最高;（4）CAT活性与H2O2含量呈负相关变化,前者迟于后者;另外,CAT活性远远大于SOD活性;活性与H2O2含量呈负相关变化,前者迟于后者;另外,CAT活性远远大于SOD活性;（5）Ecdn、GSH处理可以降低家蚕蛹期H2O2含量,并使其提前下降,JH、H2O2处理含量下降,并相应地提早推迟化蛾;（6）成虫期雄蛾H2O2含量、SOD和CAT活性都显著高于同时期雌。家蚕体内H2O2含量的变化与其发育密切相关。H2O2含量下降是变态的信号;家蚕成虫期H2O2在性别上的显著差异是两者在寿命上存在差异的生理机制之一。     

家蚕胚胎发育中过氧化氢的代谢(英文)

过氧化氢（Ｈ_２Ｏ_２）是生物体内主要的活性氧来源之一。在超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）等的催化作用下,Ｈ_２Ｏ_２。被降解,释放出活性氧。所以,生物个体发育过程中体内Ｈ_２Ｏ_２、ＳＯＤ和ＣＡＴ含量的变化反映着Ｈ_２Ｏ_２的代谢水平。另外,家蚕是蚕卵滞育昆虫,实验设计考虑到了滞育前后可能会有的差别。取产后１０分钟内的卵为供试材料。采用即时浸酸法解除卵滞育。采用比色法和氧电极法测定并比较家蚕胚胎滞育形成与解除过程中过氧化氢的代谢。结果表明：（１）受精初期（０～４ｈ）,Ｈ_２Ｏ_２含量在２．５ｈ时达到峰值（Ｆｉｇ．１）,相应地ＳＯＤ活性处于较高水平,而ＣＡＴ活性处于最低水平（Ｆｉｇ．２）;（２）胚胎发育过程中（即时浸酸解除滞育）,Ｈ_２Ｏ_２含量除１６８～２１６ｈ处于低水平外均显著高于滞育卵（Ｆｉｇ．３）,ＳＯＤ活性分别在７２ｈ、１６８ｈ,形成小大两峰,后期显著高于滞育卵（Ｆｉｇ．４）,而ＣＡＴ活性７２－１９２ｈ保持平稳,随后急剧上升,前期显著低于滞育卵,后期相反（Ｆｉｇ．５）;（３）滞育形成过程中Ｈ_２Ｏ_２水平变化平缓（Ｆｉｇ．６）,ＳＯＤ活性前期剧烈变动,但后期保持平稳（Ｆｉｇ．７）,ＣＡＴ活性逐步升     

即时浸酸显著降低滞育家蚕卵的还原型与氧化型谷胱甘肽比值

即时浸酸在阻止家蚕Bombyx mori卵滞育发动的同时, 显著提高了家蚕卵H₂O₂含量。还原型谷胱甘肽（reduced glutathione, GSH）与氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione, GSSG）的比值是一种氧化胁迫状态的动态指标。为了调查即时浸酸是否造成滞育家蚕卵氧化胁迫, 本研究利用分光光度法分别测定了滞育家蚕卵和5 min即时浸酸滞育家蚕卵中GSH和GSSG含量以及谷胱甘肽转移酶（glutathione-S-transferase, GST）活性。结果表明: 处理后24 h, 即时浸酸处理家蚕卵的总谷胱甘肽（GSH+2GSSG）含量、 GSH含量、 GSSG含量、 GSH/GSSG比值和GST活性分别相当于同期滞育家蚕卵的204%, 78%, 550%, 14%和97%。据此推测, 即时浸酸在阻止滞育发动的同时, 可能通过促进GSH氧化为GSSG, 而显著降低了GSH/GSSG比值, 使家蚕卵处于过氧化状态。     

家蚕滞育卵与非滞育卵中几种关键酶活性的比较

家蚕Bombyx mori是卵滞育的昆虫, 在滞育期间无形态变化, 也不存在器官发育和组织分化, 然而其生理代谢过程仍在进行。为进一步研究家蚕滞育的机制, 本研究测定了家蚕滞育卵、 即时浸酸处理的滞育卵及非滞育卵在胚胎发育过程中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD, EC 1.15.1.1)、 过氧化氢酶(catalase, CAT, EC 1.11.1.6)、 丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK, EC 2.7.1.40)、 乙酰胆碱酯酶(acetylcholine esterase, AchE, EC 3.1.1.7)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH, EC 1.1.1.28) 的活性变化。结果表明： 处理后1-7 d, 即时浸酸处理的滞育卵, SOD活性由56 517.00 U/g提高到81 986.94 U/g, CAT活性由14.98 U/g提高到106.90 U/g, PK活性由25.19 U/g提高到181.70 U/g, AChE活性由17.88 U/g提高到287.86 U/g, 而LDH活性由169.96 U/g下降到122.82 U/g。 而在非滞育卵中, SOD活性由86 417.99 U/g下降到66 024.19 U/g, LDH活性由169.07 U/g下降到135.02 U/g; CAT活性由1.47 U/g提高到44.37 U/g, PK活性由20.56 U/g提高到92.09 U/g, AChE活性由21.40 U/g提高到99.17 U/g。在滞育卵中, SOD和AChE活性较稳定; CAT活性随发育上升, 而LDH活性随发育而下降; PK活性在胚胎发育的前 4 d呈上升趋势, 随后基本保持稳定。通过了解家蚕滞育卵、 非滞育卵与即时浸酸卵的相关酶活性在胚胎发育过程中存在的变化, 有助于进一步揭示家蚕滞育的机理。     

GA3对离体蒜苔细胞内含物再分配过程中H2O2代谢的作用

离体蒜苔构成一个完整的细胞内含物再分配系统。25℃条件下,于黑暗中贮存时,苔茎基部细胞内含物转移到顶端珠蒜中,最后苔茎下部枯萎,顶端形成鲜嫩多汁的珠蒜。适当浓度GA3处理苔茎基部可以有效抑制上0述细胞内含物再分配过程。已有研究表明,H2O2由超氧化物歧化酶（SOD）催化产生,被过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）催化降解;H2O2对生物个体发育具有重要调节作用。本文主要测定GA3对离体蒜苔H2O2代谢的影响,为进一步探讨H2O2在细胞内含物再分配中的作用提供参考。取珠蒜未明显膨大的离体蒜苔为供试材料,采用50μg/mLGA3溶液处理蒜苔基部,用比色法和氧电极法测定珠蒜和苔茎下部H2O2水平和SOD、POD、CAT活性。结果表明：（1）在处理后48h内,珠蒜和苔茎下部H2O2代谢即产生明显差异（Fig.1-4);（2）贮存20d后对照珠蒜明显膨大,而GA3不蒜无显著变化（Table1);（3）GA3处理显著提高了珠蒜H2O2水平和SOD、POD、CAT活性,相反苔茎下部H2O2水平和POD、CAT活性受到显著抑制,而SOD活性提高(Fig.5-8)。GA3处理对珠蒜和苔茎下部H2O2代谢的相反作用可能是其调节细胞内含物再分配的作用机制。     

不同催青方式对二化性家蚕过氧化氢酶基因表达的影响

25℃明催青和15℃暗催青分别诱导二化性家蚕Bombyx mori 产滞育性卵和非滞育性卵。此前我们的研究表明, 上述催青处理的二化性家蚕H₂O₂水平存在显著差异。过氧化氢酶（catalase, CAT）是昆虫清除H₂O₂的关键酶。为了进一步明确家蚕滞育过程中H₂O₂代谢的调控机制, 用RT-PCR测定了上述两种催青处理对二化性家蚕CAT基因表达的影响。结果表明：25℃明催青显著提高了滞育诱导和决定阶段的CAT mRNA 水平和CAT活性。滞育性卵的CAT mRNA水平在产后24 h形成峰值, 在72 h后消失; CAT活性在96 h前上升, 120 h后保持于低水平。非滞育性卵的CAT mRNA水平和CAT活性都随着胚胎发育而上升。可见, 25℃明催青诱导二化性家蚕子代滞育可能是通过影响CAT基因表达来调节H₂O₂水平。     

家蚕滞育性卵盐酸处理的靶物质

酯酶A4（EA4）是家蚕卵的滞育生物钟蛋白质。从家蚕C108品种产下后48 h的滞育性卵和盐酸活化处理卵分离纯化出EA4酶蛋白,使用合成的EA4活性多肽抑制因子PIN（氨基酸结构：SIFMTKQHSQ DDIIQHPLDY VEQQIHQQKQ KLQKQTLN）,研究了PIN对EA4酶蛋白的作用机制。滞育性卵的EA4酶蛋白和PIN在25℃混合24h后,用矩阵辅助激光解吸离子质谱法,检测到了二者的结合体,该结合体在盐酸处理后消失;盐酸活化处理蚕卵的EA4酶蛋白和合成PIN之间没有出现这种结合体。体外25℃,滞育性蚕卵EA4的ATPase特征性活性峰在6.5 h后出现,而盐酸活化处理蚕卵的EA4在1.5 h后出现活性峰值。盐酸处理可能通过解除PIN对EA4的抑制作用,在短时间内激活EA4酶蛋白,从而活化滞育性蚕卵。     

即时浸酸显著提高滞育性家蚕卵辅酶Ⅰ和Ⅱ含量

即时浸酸在阻止家蚕Bombyx mori卵滞育发动的同时, 提高了其呼吸耗氧量, 抑制了山梨醇积累。本研究利用HPLC法测定了家蚕滞育卵和5 min即时浸酸滞育性卵中辅酶Ⅰ和Ⅱ含量。结果表明： 产下后24-72 h, 家蚕滞育卵中NAD, NADH, NADP和NADPH含量分别下降了30%, 37%, 50%和4%; 而即时浸酸滞育性卵中分别增加了77%, 46%, 142%和241%。不过, 即时浸酸并未显著改变滞育性家蚕卵中NADH/NAD和NADPH/NADP比值。据此推测, 即时浸酸提高滞育性家蚕卵辅酶Ⅰ含量与其呼吸耗氧量增加有关; 即时浸酸显著提高辅酶Ⅱ含量与山梨醇积累抑制无关, 而主要与生物合成加强有关。     

二斑叶螨为害对草莓叶片H2O2、MDA含量以及部分防御酶活性的影响

本文旨在探究二斑叶螨Tetranychus urticae为害对草莓Fragaria×ananassa Duch.叶片内过氧化氢（H2O2）、丙二醛（MDA）含量以及部分防御酶活性的影响。在草莓苗上接种不同数量（5~25头）的二斑叶螨,分别在接种后的24 h、48 h和72 h取样,分析草莓叶片内H2O2、MDA的含量以及部分防御酶的活性。结果显示,二斑叶螨为害的草莓叶片内H2O2和MDA的含量以及超氧化物歧化酶（SOD）的活性随着时间的延长而呈现先升后降的趋势,在二斑叶螨持续为害草莓叶片24 h、48 h和72 h时,受损草莓叶片中H2O2的含量均显著高于对照（P<0.05）,不同密度二斑叶螨为害的草莓叶片中H2O2的含量均显著高于对照（P<0.05）,但与取食时间关系不大。当为害时间达到48 h时,MDA的含量和SOD的活性均达到最高峰,此时它们均与二斑叶螨的密度密切相关。当二斑叶螨为25头/叶时,MDA的含量和SOD的活性分别约是对照的3.6倍和10倍。过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性随时间延长不断升高,均在二斑叶螨为害72 h时达到最高峰。同时,二斑叶螨的为害时间和为害密度之间存在一定的交互作用。以上结果表明草莓叶片主要通过调节其体内H2O2和MDA的含量以及各种防御酶活性的变化,对二斑叶螨的为害产生应激反应。     

麦红吸浆虫滞育发生和解除过程中保护酶活力动态

采用保护酶活性测试盒分别测定了麦红吸浆虫滞育前、滞育期及滞育解除后过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）等3种保护酶的活力.结果表明：幼虫从老熟到进入滞育的初期,3种保护酶的活力均呈下降趋势.滞育年周期中,SOD和CAT活力对环境温度的反应相同,即低温促进其活力升高,高温导致其活力下降;POD活力与环境温度和滞育发育有关;整个滞育期间,裸露幼虫和结茧幼虫3种保护酶的活力随季节变化趋势相同,但同期的裸露幼虫活力略高于结茧幼虫;不同滞育年限幼虫3种保护酶的活力差异不显著.滞育解除后,3种保护酶的活力均随生长发育进程逐渐升高.     

高低温催青温度敏感期家蚕卵的差异蛋白筛查

滞育（Diapause）是昆虫发育停滞或减缓的生理状态，家蚕Bombyx mori作为卵滞育的代表，其滞育过程已得到广泛研究，但诱导滞育发生的分子机制尚不清楚。二化性家蚕滞育性由遗传和母系在胚胎期所处的环境条件决定，25℃催青蚕卵孵化后的家蚕产滞育卵，15℃低温催青则诱导家蚕产下非滞育卵。本研究分别用25℃和15℃催青蚕卵，在发生滞育诱导的温度敏感期取样，抽提蛋白质通过非标（Label-free）蛋白质组定量技术进行质谱测序。筛选出具有明显表达差异的蛋白104个，其中56个蛋白上调，48个蛋白下调。通过生物信息学对差异蛋白进行GO分类和KEGG功能富集分析，结果显示差异蛋白主要参与生长发育、物质代谢和胁迫应答等生物过程；同时差异蛋白主要参与胰岛素信号通路、乙醛酸和二羧酸代谢等相关途径。分别选取上调基因和下调基因进行qRT-PCR验证，其趋势与蛋白组学结果一致。该研究将为进一步解析家蚕滞育诱导发生机制提供靶标蛋白和数据参考。     

镉胁迫对萝卜幼苗活性氧产生、脂质过氧化和抗氧化酶活性的影响

镉胁迫使萝卜幼苗超氧阴离子(O2)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量增加;随着镉浓度提高,超氧化物歧化酶(SOD)活性首先明显上升,然后逐渐下降,甚至低于对照;叶片过氧化氢酶(CAT)活性明显增加,根系CAT活性则减少;根系以及较高浓度镉处理后期叶片的谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著增加.由此推测:在胁迫初期可能主要由SOD和CAT发挥抗氧化作用,而在胁迫后期由于抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GsH)循环途径的激活,还原型谷胱甘肽和植物络合素含量的提高可能在清除活性氧或者直接螯合镉中起作用.     

不同耐旱性玉米杂交种及其亲本叶片活性氧代谢对水分胁迫的响应

干旱是制约玉米生产最主要的逆境因子。通过在活动式防雨棚下进行盆栽试验,以耐旱性不同的2个玉米杂交种及其亲本自交系为材料,研究了水分胁迫下玉米叶片活性氧代谢的变化及膜脂过氧化水平。结果表明,在水分胁迫下：（1）玉米叶片O2产生速率和H2O2含量升高、活性氧清除酶类SOD、CAT、AsP活性和清除剂AsA含量在生育前期略微升高,在生育后期明显降低,致使膜脂过氧化产物MDA含量在整个生育期,特别在生育后期明显升高;（2）耐旱性不同的玉米材料维持活性氧代谢平衡的能力存在差异,且该差异在生育后期更为明显。耐旱性较强的掖单2号及其亲本叶片昕产生速率和H2O2含量增加幅度小。生育前期SOD、CAT和AsP活性,以及AsA含量增幅大,后期清除酶活性和清除剂含量较高,全生育期内MDA含量增幅小,表现出较强的维持活性氧代谢平衡能力。而耐旱性较弱的掖单13及其亲本正相反;（3）杂交种维持活性氧代谢平衡的能力受亲本维持能力遗传决定。杂交种各指标的相对耐旱值与其两亲本的平均值呈正相关,其中CAT和AsP活性以及AsA含量3个指标差异达显著水平。     

草酸诱导黄瓜幼苗对霜霉病的抗性与H2O2的关系

以长春密刺黄瓜幼苗为材料,对经草酸处理或霜霉菌接种后黄瓜叶片的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及H2O2含量的变化进行了研究.结果表明:草酸处理或霜霉菌接种均可诱导黄瓜幼苗叶片H2O2含量显著增加,且草酸预处理后接种的叶片比相应对照叶片能更快地积累H2O2;草酸处理后叶片SOD和POD活性均升高,而CAT活性却受到一定程度的抑制.研究发现,H2O2参与了幼苗对霜霉病的抗性诱导;叶片H2O2含量的增加与其SOD、POD活性升高、CAT活性下降有关;通过调节黄瓜叶片H2O2的含量来调控有关黄瓜霜霉病抗性的防御基因表达是草酸诱导抗性的机制之一.     

水稻施用硅肥对稻纵卷叶螟幼虫保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】研究施硅水稻对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫保护酶(过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD)和解毒酶(谷胱甘肽-S-转移酶GST、乙酰胆碱酯酶ACh E)活性的影响,为探明硅增强水稻抗稻纵卷叶螟的机理和稻纵卷叶螟的综合治理提供依据。【方法】采用感虫水稻品种TN1,设置2种施硅水平,即0.32 g Si/kg土壤(Si+)和不施硅(Si-),测定取食水稻24、48、72、96 h后3龄幼虫体内CAT、POD、SOD、GST、ACh E活性的动态变化。【结果】幼虫取食Si+水稻前期(24~48 h),CAT、POD、SOD活性呈上升趋势,并在48 h时达到最高值;取食后期(48~96 h),CAT、POD、SOD活性下降并在96 h时显著低于Si-处理。在Si-处理中,幼虫CAT和POD活性"先降低、再升高",SOD活性呈一直增大的趋势。取食Si+水稻幼虫GST活性始终显著高于Si-处理,而ACh E活性均低于Si-水稻,并在72 h和96 h时显著低于Si-水稻。处理间幼虫存活率存在显著差异,Si+水稻上1龄和3龄幼虫的存活率显著低于Si-水稻。这些结果说明,硅处理可能使稻纵卷叶螟幼虫产生应激反应引起保护酶活性在短时间内增大,但取食一段时间后保护酶活性下降。ACh E活性受到抑制,会引起昆虫神经传导的异常反应,造成昆虫死亡。【结论】硅可能通过参与植物的生理代谢过程,诱导植物增加次生代谢物的合成和积累,引起稻纵卷叶螟保护酶和解毒酶的活性变化,可能会影响稻纵卷叶螟的存活。     

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。     

竹节参对大强度耐力训练大鼠心肌线粒体抗氧化能力的研究

目的:探讨竹节参对大强度耐力训练大鼠心肌线粒体抗氧化能力的影响,为该药运用于抗运动疲劳提供理论依据。方法:将大鼠随机分为安静对照组,大强度耐力训练组(训练组),大强度耐力训练+竹节人参组(训练加药组),测定心肌线粒体脂质过氧化产物丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)的活性,研究竹节参对大强度耐力训练大鼠心肌线粒体的保护作用。结果:力竭运动引起大鼠心肌线粒体MDA、H2O2含量显著升高(P0.01),心肌线粒体抗氧化酶CAT、GSH-Px、SOD活性显著下降(P0.01);训练加药组大鼠心肌线粒体MDA、H2O2含量明显低于训练组(P0.01),CAT、GSH-Px、SOD活性明显高于训练组。结论:竹节参可明显提高大强度耐力训练大鼠心肌线粒体的抗氧化能力,保护心肌线粒体的氧化损伤。     

斜纹夜蛾幼虫感染莱氏野村菌后的抗氧化酶活性变化

【目的】研究斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫感染莱氏野村菌Nomuraea rileyi后的抗氧化防御机制。【方法】通过测定斜纹夜蛾各龄幼虫超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等的活性,探讨染菌后不同侵染阶段,幼虫抗氧化酶活性的变化趋势和不同接种方法对抗氧化酶活性的影响。【结果】在斜纹夜蛾染菌幼虫和未接种幼虫(对照)中均未测出POD活性;各龄幼虫在接种莱氏野村菌后SOD和CAT活性显著高于对照,但随着侵染过程的进行,2-3龄幼虫的SOD和CAT活性在16 h左右达峰值后迅速降低,而4-5龄幼虫SOD和CAT活性自染菌初期增强后,变化较平缓,至60-72 h后才低于对照。喷雾法与浸蘸法接种后,各龄幼虫SOD和CAT活性显著高于对照,且对于2-3龄幼虫,浸蘸法对抗氧化酶活性的影响显著高于喷雾法,而对于4-5龄幼虫而言两处理方式之间活性差异不显著。【结论】斜纹夜蛾感染莱氏野村菌后,其体内抗氧化酶活性变化很大,SOD和CAT活性先升后降,且其变化趋势与幼虫所处的发育阶段密切相关。在体壁接种量相当的情况下,浸蘸法对2-3龄幼虫SOD和CAT活性的影响大于4-5龄幼虫。     

化学杂交剂诱导的小麦生理型雄性不育花药的活性氧代谢

以化学杂交剂SQ-1诱导的生理型小麦雄性不育及其对照植株花药为材料,研究了不同花粉发育时期花药中超氧阴离子(O-·2)生成速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量以及主要抗氧化酶活性的变化,以探明小麦花药活性氧代谢和生理型雄性不育的关系.结果表明,在幼穗时期,O-·2生成速率、H2O2和MDA含量、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均高于相应对照,而过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则低于或显著低于对照;在单核早期以及花粉败育主要发生期(单核后期和二核初期),O-·2生成速率、H2O2和MDA含量极显著高于对照,而SOD、POD、CAT和APX酶活性却极显著低于对照;在败育后的花药中,O-·2生成速率和H2O2含量与对照之间差异幅度缩小,但MDA含量依然加大,同期的几种抗氧化酶活性依然极显著低于对照.在败育的关键期,品种'西农1376'处理株花药的活性氧升高幅度比'西农2611'处理株较大,抗氧化酶活性降低幅度也较大,且'西农1376'处理株的相对雄性不育率也较高.可见,化学杂交剂SQ-1能诱导小麦花药中O-·2和H2O2大量积累以及SOD、POD、CAT和APX活性的极显著降低,引起花粉关键败育期花药活性氧代谢严重失衡和严重膜脂过氧化,导致大量花粉母细胞发育受到严重抑制,最终造成小麦生理型雄性不育.     

近地层臭氧对小麦抗氧化酶活性变化动态的影响

摘要:利用开顶式气室（TOCs）模拟了地表O3浓度升高的大田试验条件,测定了小麦各生长期(返青期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期)叶片抗氧化酶的活性。通过两年的重复试验,得到相似结果。试验表明,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性在小麦的生长进程中,先升高后降低。O3浓度升高使CAT酶和POD酶活性的峰值期提前,POD酶峰值期明显提前所需的O3浓度比CAT酶高,O3诱导小麦生长前期的CAT、POD酶活性升高,后期则起抑制作用。POD酶对低浓度O3的胁迫响应时间较晚。当O3浓度提高到150 nL?L-1时,超氧化物歧化酶（SOD）活性随小麦生长期的变化,由原来的双峰曲线变为单峰曲线,高浓度O3使SOD酶活性在抽穗期后持续显著降低。O3不明显改变抗坏血酸过氧化物酶（APX）对胁迫的响应时间,但一定浓度范围内O3能诱导APX酶活性升高。不同浓度的O3对SOD酶和APX酶的作用效应和强度显著不同, CAT酶和POD酶对O3比较敏感。 因此,近地层O3浓度增加,改变了CAT、POD和SOD酶活性变化的时序特征,抗氧化酶对O3胁迫的响应特征取决于小麦的生育期、O3的浓度和薰气时间。