外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长和根系谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响

以津春2号黄瓜为材料,采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮(NO)对黄瓜幼苗生长和根系谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响.结果表明,(1)正常生长条件下添加NO能促进黄瓜幼苗生长,而添加亚甲基蓝(MB-1)显著抑制黄瓜幼苗的生长;(2)添加NO显著缓解了NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,提高根系还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,而氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量略有下降,同时缓解了NaCl胁迫下抗坏血酸(ASA)含量的下降幅度;(3)NaCl胁迫下添加NO的同时添加MB-1可部分解除NO的作用,与NaCl胁迫下单独添加NO处理比较,GR活性、GSH和ASA含量均降低,GSSG含量提高,APX先升高后下降.研究发现,外源NO可能通过鸟苷酸环化酶(cGC)介导来调节NaCl胁迫下黄瓜幼苗根系GR活性和GSH、GSSG、ASA含量,提高抗氧化酶活性和非酶抗氧化物质含量,增强植株对活性氧的清除能力,减少膜脂过氧化,缓解NaCl胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害.     

外源NO对NaCl胁迫下黄瓜（Cucumis sativus L.）幼苗生长和谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响

采用营养液水培,研究了外源一氧化氮(NO)对黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗生长和叶片谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响.结果表明,正常生长条件下添加NO能促进黄瓜幼苗生长,而添加NO信号传递途径关键酶鸟苷酸环化酶(cGC)抑制剂亚甲基蓝(MB-1)显著抑制了黄瓜幼苗的生长;添加NO显著缓解了盐胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,提高了叶片谷胱甘肽还原酶(GR)活性、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(ASA)含量,降低了氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,提高了GSH/GSSG,对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性无显著影响;NaCl胁迫下添加NO的同时添加MB-1抑制了GR活性的提高,GSH和ASA含量、GSH/GSSG均降低,GSSG含量提高,但对MDAR、APX和DHAR活性无显著影响,表明NaCl胁迫下NO对GR活性、GSH和ASA含量、GSH/GSSG的调节可能是通过cGC介导的,对MDAR无明显的调节作用,对DHAR、APX的调节还存在其它途径.     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片、根系中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)在盐胁迫条件下,黄瓜幼苗生长受到明显抑制,其株高、地上部、地下部干鲜重均明显减小,同时体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和MDA含量,以及O2(÷)产生速率和SOD、POD、CAT活性均比对照显著升高.(2)盐胁迫下接种AMF可显著促进黄瓜植株的生长,进一步提高黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,而显著降低MDA含量和O2(÷)产生速率.研究表明,AMF可通过显著促进盐胁迫下黄瓜幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性.     

外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗氮化合物和硝酸还原酶活性的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对50 mmol?L-1NaCl胁迫下黄瓜(Cucu-mis sativusL.)幼苗根系和叶片内硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)活性、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4 -N)及可溶性蛋白含量的影响.结果表明:100μmol?L-1外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能明显提高NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系内NR的活性,缓解由于盐胁迫造成的NO3--N含量的下降,减少NH4 -N在植株体内的过量积累,提高渗透调节物质可溶性蛋白的含量,从而减轻由于盐胁迫对黄瓜幼苗植株造成的伤害.     

硅提高黄瓜幼苗抗盐能力的生理机制研究

为了明确硅提高黄瓜幼苗抗盐能力的机制,该试验采用水培方法,以黄瓜品种‘津优一号’为材料,对幼苗进行中度盐胁迫,研究在盐胁迫下硅对黄瓜幼苗生长、光合特性、渗透调节物质和离子吸收的影响。结果显示:(1)正常条件下,硅对黄瓜幼苗生长及相关生理指标无明显影响;单独盐处理降低了幼苗叶片叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶片含水量,导致幼苗生长受抑。(2)盐胁迫下加硅显著提高了幼苗光合速率和叶片含水量,增加了生物量的积累;在盐胁迫初期,硅加盐处理黄瓜叶片渗透势略低于单独盐处理,此后均高于单独盐处理;硅加盐处理显著提高了叶片可溶性糖含量,尤其是蔗糖含量,而降低了其脯氨酸含量,但对可溶性蛋白含量无显著影响。(3)盐胁迫下黄瓜植株Na+含量大幅上升,K+含量下降,K+/Na+比大幅降低;硅加盐处理降低了黄瓜叶片中Na+含量,提高了K+含量和K+/Na+比。研究表明,盐胁迫条件下,硅能通过减轻叶片离子毒害和增加水分吸收,改善叶片水分状况,从而维持较高的光合能力,提高其抗盐能力;而渗透调节只在盐胁迫初期有轻微缓解作用,不是硅提高黄瓜幼苗抗盐性的主要途径。     

盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长及氮代谢的影响

为探寻增强苜蓿耐盐能力的调控途径,以甘农4号苜蓿品种为材料,采用NO供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO及硝普钠类似物亚铁氰化钠处理苜蓿幼苗,研究盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长、光合特征、氮同化酶活性和氮代谢物含量的影响.结果表明: 外源NO能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗生长及光合作用的抑制,单株干质量、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和可溶性蛋白含量增加;外源NO能增强硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性,抑制蛋白水解酶和谷氨酸脱氢酶活性, 降低叶片中游离氨基酸含量,提高硝态氮含量,加快铵的同化.NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿幼苗生长及氮代谢无调控作用;施用NO清除剂c-PTIO加剧了盐胁迫对苜蓿幼苗生长和氮代谢的抑制,添加外源NO能缓解c-PTIO的抑制效应.盐胁迫下,外源NO和内源NO均参与了苜蓿幼苗氮代谢的调控.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培方法,研究了叶面喷施亚精胺(Spd)对黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白的影响.结果表明,外源Spd可使盐胁迫黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积、根长和根表面积显著增加,可溶性蛋白含量明显提高,部分可溶性蛋白的表达量减弱;而对正常生长条件下黄瓜幼苗各生长指标无明显影响,但显著提高了根系中可溶性蛋白的含量.随着Spd处理时间的延续,盐胁迫幼苗至少有7种分子量分别约为67、61.5、50、47、43、29和16 kD的可溶性蛋白表达量发生明显变化,尤其使61.5、47和43 kD蛋白表达量明显减弱,50 kD蛋白甚至消失,这4种蛋白可能与外源Spd缓解黄瓜幼苗盐胁迫伤害效应关系密切.     

等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及渗透调节物质含量的影响

采用营养液培养方法,以耐盐性较弱的‘津春2号’黄瓜品种为试材,研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长、根系电解质渗透率、根系活力、Na+和K+含量及渗透调节物质含量的影响。结果显示:(1)在84mmol.L-1 NaCl和56mmol.L-1 Ca(NO3)2等渗胁迫下,黄瓜幼苗鲜重和干重均显著下降,且NaCl处理下降的幅度大于等渗Ca(NO3)2处理。(2)NaCl主要通过对黄瓜根系的伤害来抑制植株生长,表现为根系活力下降、根系质膜透性增大、Na+大量积累、K+含量显著下降、Na+/K+明显上升,最终导致根冠比下降;而Ca(NO3)2处理对根系质膜透性、K+含量、Na+/K+的影响均小于NaCl胁迫,且根系活力和根冠比上升,但Ca(NO3)2胁迫后叶片含水量和渗透调节能力均小于NaCl胁迫。(3)NaCl胁迫条件下,黄瓜幼苗内渗透调节物质以可溶性糖为主,而Ca(NO3)2胁迫以可溶性蛋白为主。研究表明,NaCl胁迫对黄瓜幼苗的伤害大于等渗Ca(NO3)2,NaCl主要通过破坏根系质膜结构影响植株生长,而Ca(NO3)2主要通过引起地上部生理干旱来影响植株生长。     

不同黄瓜品种幼苗对等渗Mg（NO3）2和NaCl胁迫的生理响应

以3个不同类型的黄瓜品种为试材,采用营养液培养方法,研究等渗Mg(NO3)2和Na Cl胁迫对黄瓜幼苗生长、叶片膜脂过氧化、抗氧化酶活性以及渗透调节物质的影响,采用隶属函数法对其耐盐性进行综合评价.结果表明:与对照相比,60、80 mmol·L-1Mg(NO3)2和等渗90、120 mmol·L-1Na Cl胁迫下,随盐浓度的增加,3种不同生态类型的黄瓜品种幼苗株高、茎粗、叶面积、地上部和地下部干鲜质量及抗氧化酶活性显著降低,盐浓度越高,受抑制程度越高,丙二醛含量显著升高、增幅变大,膜脂过氧化程度加重,其中‘SJ31-1’的生物量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降幅度及丙二醛含量上升幅度均小于其他品种.等渗浓度的Mg(NO3)2比Na Cl对黄瓜幼苗的抑制程度大,浓度越大差异越显著.脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量变化存在基因型和盐类型的差异.盐胁迫后,‘SJ31-1’的脯氨酸含量增幅最大,‘鲁白19号’的可溶性糖含量增幅最大,‘新泰密刺’介于两者之间.Na Cl胁迫下,不同黄瓜品种渗透调节物质以可溶性糖和可溶性蛋白为主,而Mg(NO3)2胁迫下以脯氨酸和可溶性蛋白为主.不同黄瓜品种耐盐性的综合评价次序为‘SJ31-1’>‘新泰密刺’>‘鲁白19号’.     

外源硝酸钙对黄瓜幼苗盐胁迫伤害的缓解作用

采用营养液水培法,以较耐盐黄瓜品种'新泰密刺'为试材,研究了叶面喷施硝酸钙对盐胁迫(NaCl 65 mmol·L-1)下黄瓜幼苗生长、叶绿素含量、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)、脯氨酸及不同部位离子含量的影响.结果表明,叶面喷施硝酸钙能够显著提高盐胁迫下黄瓜幼苗的干鲜重、相对含水量和叶片叶绿素含量,显著减少MDA及渗透调节物质脯氨酸的积累;同时可显著降低盐胁迫下黄瓜幼苗体内Na+和Cl-含量,提高K+、Ca2+含量和 K+/Na+、Ca2+/Na+.可见,外源硝酸钙能缓解盐胁迫下黄瓜幼苗的失水程度和光合色素的下降幅度,保护膜的完整性,调节离子选择性吸收,从而减轻盐胁迫伤害,促进黄瓜植株生长.     

Physiological effects of exogenous nitric oxide on Brassica juncea seedlings under NaCl stress

The study was conducted to investigate the physiological effects of exogenous NO on potherb mustard (Brassica juncea Coss.) seedlings under salt stress. The plants were grown in Hogland nutrient solution for 15 d and treated with 150 mM NaCl, NO donor sodium nitropruside (SNP) and NO scavenger methylene blue (MB-1) for 4 d. The NaCl stress increased superoxide dismutase, peroxidase and ascorbate peroxidase activities and malondialdehyde (MDA) and free proline contents, and decreased soluble protein content. However, the application of exogenous NO limited the production of MDA and free proline, while markedly promoted SOD, POD and APX activity.     

Soluble guanylate cyclases in the retina

Soluble guanylate cyclase catalyzes the formation of cyclic GMP using GTP as substrate. It is now well established that soluble guanylate cyclase is highly activated by nitric oxide, and that many of the effects of nitric oxide on various cells and tissues are mediated through increased production of cyclic GMP. This review discusses the evidence for the presence of soluble guanylate cyclases in different classes of cells in vertebrate retina and the role of these enzymes in retinal physiology. It is concluded that the enzyme is present in nearly every class of cells in the retina and that it may be involved in signal transmission between some cells and in the modulation of signal transmission between others.     

外源NO对缺铁豌豆幼苗生长以及光合作用的影响

以水培豌豆(Pisum sativum)品种‘陇碗一号’幼苗为材料,以硝普钠(SNP)为一氧化氮(NO)供体,研究外源NO对缺铁豌豆幼苗的生长及光合作用的影响。结果显示:0.6 mmol.L-1的外源SNP所产生的NO能够促进缺铁豌豆幼苗的生长,并促进叶绿素的合成,增强净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),而使胞间CO2浓度(Ci)下降;同时,叶绿素荧光最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(Yield)和光化学淬灭系数(qP)均升高,在一定程度上缓解缺铁对豌豆幼苗叶片PSII反应中心的影响。外源NO对正常铁(100μmol.L-1Fe)处理下豌豆幼苗的生长和光合作用具有一定的抑制作用。研究表明,缺铁和正常铁处理的豌豆幼苗对NO的敏感性不同,适宜浓度的NO对缺铁下豌豆幼苗的生长和光合都具有一定的改善作用。     

The crystal structure of the catalytic domain of a eukaryotic guanylate cyclase

Background

Soluble guanylate cyclases generate cyclic GMP when bound to nitric oxide, thereby linking nitric oxide levels to the control of processes such as vascular homeostasis and neurotransmission. The guanylate cyclase catalytic module, for which no structure has been determined at present, is a class III nucleotide cyclase domain that is also found in mammalian membrane-bound guanylate and adenylate cyclases.

Results

We have determined the crystal structure of the catalytic domain of a soluble guanylate cyclase from the green algae Chlamydomonas reinhardtii at 2.55 Å resolution, and show that it is a dimeric molecule.

Conclusion

Comparison of the structure of the guanylate cyclase domain with the known structures of adenylate cyclases confirms the close similarity in architecture between these two enzymes, as expected from their sequence similarity. The comparison also suggests that the crystallized guanylate cyclase is in an inactive conformation, and the structure provides indications as to how activation might occur. We demonstrate that the two active sites in the dimer exhibit positive cooperativity, with a Hill coefficient of ~1.5. Positive cooperativity has also been observed in the homodimeric mammalian membrane-bound guanylate cyclases. The structure described here provides a reliable model for functional analysis of mammalian guanylate cyclases, which are closely related in sequence.     

外源一氧化氮对镉胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响

镉是植物生长的非必需元素,它具有很大的生物毒性,与其它重金属相比,更易被植物吸收积累。通过采用营养液水培试验的方法,研究了外源一氧化氮（Nitric oxide,NO）对不同浓度Cd^2＋（100μmol L^-1．300μmol L^-1,500μmol L^-1）胁迫下黄瓜幼苗生长、叶片光合特性以及活性氧代谢的影响。结果表明：300μmol L^-1NO供体硝普钠（Sodium nitrop russide,SNP）能显著缓解镉胁迫时黄瓜植株造成的伤害,对300μmol L^-1 Cd^2＋处理的黄瓜幼苗缓解效果最好,可提高幼苗的生长量,增强幼苗叶片超氧物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性;提高了叶片叶绿素和脯氨酸（Pro）含量;降低了叶片内二醛（MDA）含量。     

外源一氧化氮供体硝普钠浸种对盐胁迫下小麦幼苗碳氮代谢及抗氧化系统的影响

预先用0.1mmol/L的SNP(硝普钠,NO供体)浸种,研究NO预处理对120mmol/L NaCl胁迫下两小麦品种(扬麦12和淮麦17)幼苗叶片抗氧化系统、碳氮代谢及蛋白酶活性的影响。结果表明,NO预处理能有效地抑制NaCl胁迫下小麦幼苗叶片超氧阴离子释放(O.2-)和过氧化氢(H2O2)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量,提高叶绿素、类胡萝卜素和可溶性总糖含量。另外,NO预处理显著提高叶片可溶性蛋白质含量,以及内肽酶和羧肽酶活性。分析表明,NO有利于维持盐胁迫下小麦碳氮代谢正常运转,从而促进植株生长,提高小麦幼苗株高、鲜重和干重。试验条件下,NO对淮麦17的促进作用大于扬麦12。     

旱盐互作对冬小麦幼苗生长及其抗逆生理特性的影响

采用水培方法,以不同浓度的PEG-6000（0、8.3%、12.6%（W/V））和NaCl（0、25、50 mmol·L^-1）溶液模拟不同程度的干旱胁迫及盐胁迫,研究了盐分对干旱胁迫条件下冬小麦沧-6001幼苗生长及其抗逆生理特性的影响.结果表明：在8.3%或12.6% PEG-6000处理条件下,添加25 mmol·L^-1NaCl均使植株干物质积累和植株含水量比单一PEG处理增加,同时叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量增加,丙二醛和脯氨酸含量下降,植株各部位Na⁺含量升高、K⁺含量下降;在12.6% PEG-6000处理条件下,添加50 mmol·L^-1NaCl对植株的胁迫效应高于单一PEG处理.表明在干旱胁迫条件下,加入适量盐分可缓解干旱胁迫对冬小麦幼苗生长的抑制.     

Guanylyl cyclase structure, function and regulation

Nitric oxide, bicarbonate, natriuretic peptides (ANP, BNP and CNP), guanylins, uroguanylins and guanylyl cyclase activating proteins (GCAPs) activate a family of enzymes variously called guanyl, guanylyl or guanylate cyclases that catalyze the conversion of guanosine triphosphate to cyclic guanosine monophosphate (cGMP) and pyrophosphate. Intracellular cyclic GMP is a second messenger that modulates: platelet aggregation, neurotransmission, sexual arousal, gut peristalsis, blood pressure, long bone growth, intestinal fluid secretion, lipolysis, phototransduction, cardiac hypertrophy and oocyte maturation. This review briefly discusses the discovery of cGMP and guanylyl cyclases, then nitric oxide, nitric oxide synthase and soluble guanylyl cyclase are described in slightly greater detail. Finally, the structure, function, and regulation of the individual mammalian single membrane-spanning guanylyl cyclases GC-A, GC-B, GC-C, GC-D, GC-E, GC-F and GC-G are described in greatest detail as determined by biochemical, cell biological and gene-deletion studies.     

NO参与玉米幼苗对盐胁迫的应答

以玉米幼苗为材料,研究盐胁迫下其內源NO含量、NR和NOS活性的变化;NOS专一性抑制剂L-NAME和NR非专一性抑制剂NaN3对玉米幼苗內源NO含量的影响;利用激光共聚焦显微技术观测盐胁迫下玉米幼苗根部NO含量的变化及其分布特点。结果表明,盐胁迫下玉米幼苗根尖和叶片中NO含量有猝发现象,NOS活性也随之显著提高,NR活性则显著降低;L-NAME或NaN3均可降低盐胁迫所引起的玉米幼苗NO水平的增加,L-NAME对NO含量的影响比NaN3更显著。推测,NO参与玉米幼苗对盐胁迫的应答,NOS途径是盐胁迫下玉米幼苗內源NO合成的主要途径。