水稻幼苗根系膜氧化还原系统活性与抗冷性的关系

本试验以水稻幼苗为材料,研究冷胁迫和钙浸种,低温锻炼,低温锻烧结合钙浸种预处理分别对幼苗根系膜Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６还原性的影响。实验结果表明：冷胁迫降低了质膜Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６还原活性;钙浸种,低温锻炼,低温锻炼结合钙浸种处理均提高了质膜Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６还原活性、尤其是削减了冷胁迫降低质膜Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６还原活性的作用。     

冷和盐预处理提高水稻幼苗抗寒性期间细胞Ca^2＋—ATP酶活性的变化

冷和盐预处理显著提高水稻（OryzasatwaL．）幼苗的抗寒性,但两预处理诱导提高的抗寒性可为钙的螫合剂EGTA和钙调素的抑制剂CPZ所抑制。冷预处理有提高很质膜、液泡膜和叶片的叶绿体Ca2 ．ATPase活性和质膜Fe（CN）3-6还原活性的作用,其中对提高根质膜Ca2 －ATPase活性和Fe（CN）3-6还原活性的作用尤为显著。盐预处理对提高根质膜、幼叶叶绿体Ca2 ATP酶活性和质膜Fe（CN）3-6还原活性的作用类似于冷预处理。虽然盐预处理苗液泡膜Ca2 －ATPase活性有所下降,但其活性仍明显高于未预处理苗,表明在低温胁迫下,两预处理苗都有较强的维持Ca2 稳态能力。结果揭示,冷和盐预处理诱导水稻幼苗抗寒性的提高,可能均与在低温胁迫下两预处理能有效地维持或激活Ca@ －ATPase活性有关,两者有着类似的适应机制。     

水分胁迫对小麦根细胞质膜氧化还原系统的影响

水分胁迫使小麦根质膜ＮＡＤＨ和ＮＡＤＰＨ的氧化速率及Ｆｅ（ＣＮ）６＾３－和ＥＤＴＡ－Ｆｅ＾３＋的还原速率明显降低。对照与胁迫处理的质膜氧化还原系统活性均不受鱼藤酮、抗霉素Ａ和ＤＣＮ等呼吸链抑制剂的影响。在不加Ｆｅ（ＣＮ）６＾－３作为电子受体时,水杨基羟肟酸（ＳＨＡＭ）可明显刺激质膜ＮＡＤＨ的氧化和Ｏ２吸收速率。水分胁迫促使ＳＨＡＭ刺激的ＮＡＤＨ氧化明显降低,但却使Ｏ２吸收略有上升。     

小麦根质膜原位膜微囊与翻转膜微囊的氧化还原特性比较

用二相法和不连续蔗糖梯度离心分别制得小麦根质膜的原位膜微囊和翻转膜微囊,两者比较可知,质膜内外两侧均表现出较高的氧化还原活性;膜内侧的ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ氧化和Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６还原速率高于外侧,质膜内外两侧都能还原ＥＤＴＡ－Ｆｅ＾３＋,但外侧的还原活性高于内则,质膜内外两侧均有Ｏ２吸收,同时都可被ＳＨＡＭ刺激,被ＫＣＮ抑制,质膜内侧和外侧都可产生Ｏ＾－２,最适ｐＨ值为６．０既可被ＳＨＡＭ刺激,也可被     

水分胁迫对小麦根细胞质膜氧化还原系统的影响

水分胁迫使小麦根质膜ＮＡＤＨ和ＮＡＤＰＨ的氧化速率及Ｆｅ（ＣＮ）６３－和ＥＤＴＡ－Ｆｅ３＋的还原速率明显降低。对照与胁迫处理的质膜氧化还原系统活性均不受鱼藤酮抗霉素Ａ和ＫＣＮ等呼吸链抑制剂的影响。在不加Ｆｅ（ＣＮ）６３－作为电子受体时,水杨基羟肘酸（ＳＨＷ）可明显刺激质膜ＮＡＤＨ的氧化和Ｏ２吸收速率。水分胁迫促使ＳＨＡＭ刺激的ＮＡＤＨ氧化明显降低,但却使Ｏ２吸收略有上升。     

抗寒锻炼对冬小麦幼苗质膜Ca^2＋—ATPase的稳定作用

通过氯化铈（ＣｅＣｌ３）沉淀的电镜细胞化学方法,观察了抗寒锻炼对冬小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）幼苗质膜Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ的稳定作用,主要结果是：（１）正常温度（２０℃）下生长的冬小麦幼苗（未经抗寒锻炼）,其质膜上有很强的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ活性反应;当经过－９℃３ｈ的低温处理后,质膜的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ活性明显降低;在处理１２ｈ后,质膜的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ活性进一步降低;当处理时间延长到２４ｈ,质膜的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ完全失活,同时细胞的超微结构受到破坏。（２）冬小麦幼苗在２℃低温下锻炼１５ｄ后,其质膜的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ活性高于未经抗寒锻炼的小麦幼苗。抗寒锻炼后的小麦幼苗在－９℃处理３ｈ后,质膜的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ活性与低温处理前相比无明显降低;经低温处理１２ｈ,质膜仍保持较高的Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ活性,较同样低温处理（－９℃,１２ｈ）但未经抗寒锻炼的幼苗高;当－９℃低温处理２４ｈ后,质膜上仍可观察到Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ的活性反应,而且细胞的超微结构也未受到破坏。结果表明,抗寒锻炼可提高冬小麦幼苗质膜Ｃａ２＋ＡＴＰａｓｅ在低温下的稳定性     

水稻幼苗根细胞质膜和液泡膜微囊Ca2+-ATP酶的特性

水稻幼苗根质膜和液泡膜Ca2 -ATP酶对ATP的Km值分别为7.1和4.5 μ mol·L-1;反应的最适pH分别为8.0和7.0.两者活性均受Na3VO4和曙红B(EB)抑制;CPZ抑制质膜Ca2 -ATP酶活性,但促进液泡膜Ca2 -ATP酶活性.30mmol·L-1CaCl2浸种和CaCl2浸种结合低温锻炼预处理,均可提高此酶的活性和冷稳定性.     

水稻幼苗根细胞质膜和液泡膜微囊Ca^2＋－ATP酶的特性

水稻幼苗根质膜和液泡膜Ca2+-ATP酶对ATP的Km值分别为7.1和4.5 μ mol·L-1;反应的最适pH分别为8.0和7.0.两者活性均受Na3VO4和曙红B(EB)抑制;CPZ抑制质膜Ca2+-ATP酶活性,但促进液泡膜Ca2+-ATP酶活性.30mmol·L-1CaCl2浸种和CaCl2浸种结合低温锻炼预处理,均可提高此酶的活性和冷稳定性.     

小麦根质膜原位膜微囊与翻转膜微囊的氧化还原特性比较

用二相法和不连续蔗糖梯度离心分别制得小麦根质膜的原位膜微囊和翻转膜微囊。两者比较可知：质膜内外两侧均表现出较高的氧化还原活性;膜内侧的ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ氧化和Ｆｅ（ＣＮ）还原速率高于外侧。质膜内外两侧都能还原ＥＤＴＡ－Ｆｅ３＋,但外侧的还原活性高于内侧。质膜内外两侧均有Ｏ２吸收,同时都可被ＳＨＡＭ刺激,被ＫＣＮ抑制。质膜内侧和外侧都可产生,最适ＰＨ值为６．０;既可被ＳＨＡＭ刺激,也可被ＳＯＤ、过氧化氢酶和ＫＣＮ抑制。     

杜氏盐藻细胞质膜氧化还原系统与K^＋吸收

杜氏盐藻（Ｄｕｎａｌｉｅｌｌａ ｓａｌｉｎａ）细胞表面存在氧化ＮＡＤＨ 与还原Ｆｅ（ＣＮ）３－６ 的氧化还原系统（ｒｅｄｏｘｓｙｓｔｅｍ ）。该系统在氧化ＮＡＤＨ 时,抑制Ｋ＋ 的吸收,在还原Ｆｅ（ＣＮ）３－６ 时, 促进Ｋ＋ 的吸收,当ＮＡＤＨ 同时存在时, 促进效应最显著, 高达７３５％ 。外源ＮＡＤＨ 促进藻细胞的氧吸收达１６５％ ,而使胞质ｐＨ 下降; 当ＮＡＤＨ 存在时, Ｆｅ（ＣＮ）３－６ 被快速地还原, 同时藻细胞膜外酸化程度增加。质膜Ｈ＋ －ＡＴＰａｓｅ和氧化还原系统的典型抑制剂都不同程度地抑制Ｋ＋ 吸收; 并且钒酸盐对Ｋ＋ 吸收的抑制可以被加入ＮＡＤＨ 和Ｆｅ（ＣＮ）３－６ 而部分恢复, 表明质膜Ｈ＋ －ＡＴＰａｓｅ和氧化还原系统共同参与了细胞Ｋ＋ 的吸收过程     

低温,高pH胁迫对水稻幼苗根系质膜,液泡膜ATP酶活性的影响

以耐冷性不同的两个水稻品种为材料,比较研究了幼苗根系质膜、液泡膜ＡＴＰ酶对低温（８℃）及高ｐＨ（８．０）胁迫的反应。结果表明：水稻根细胞质膜和液泡膜上均存在Ｃａ＾２＋－ＡＴＰ酶,但活性远低于Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶。耐冷品种武育粳３号经低温（８℃）处理２ｄ,根系质膜和液泡膜Ｈ＾２＋－ＡＴＰ酶、Ｃａ＾２＋－ＡＴＰ酶海性均明显升高,至冷处理１２ｄ,Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶、Ｃａ＾２＋－ＡＴＰ酶活性有所下降,但仍与对照     

杜氏盐藻细胞质膜氧化还原系统

杜氏盐藻细胞质膜具的氧化ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ,还原Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６和Ｏ２的氧化还原系统。当Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６浓度为０．６ｍｍｏｌ／Ｌ,氧化ＮＡＤＨ的Ｋｍ为９６μｍｏｌ／Ｌ,Ｖｍａｘ为１５９ｎｍｏｌ１０＾－８ｃｅｌｌｓｍｉｎ＾－１,最适ｐＨ为８．５。ＴｒｉｔｏｎＸ－１００可促进ＮＡＤＨ和Ｆｅ（ＣＮ）＾３－６的氧化还原活性。ＮＡＤＨ能促进藻细胞的氧吸收,最适ｐＨ为８．５。在无外源电子供体存在时,细胞质     

水稻幼苗冷锻炼过程中钙的效应

冷锻炼处理提高了水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）幼苗叶片中抗氧化剂（还原型谷胱甘肽,ＧＳＨ;抗坏血酸,ＡｓＡ）含量和膜保护酶（超氧化物歧化酶,ＳＯＤ）的活性,同时也提高了可溶性蛋白质中热稳定蛋白的含量。ＣａＣｌ２ 浸种处理对上述冷锻炼的作用有加强的效果,且明显地提高了过氧化氢酶（ＣＡＴ）和过氧化物酶（ＰＯＤ）的活性。有无ＣａＣｌ２ 处理的冷锻炼处理均减轻冷胁迫引起的ＧＳＨ 及ＡｓＡ 含量、ＳＯＤ 活性及热稳定蛋白质含量的下降程度,有利于幼苗在恢复过程中ＧＳＨ、ＡｓＡ、ＣＡＴ、ＳＯＤ、ＰＯＤ及热稳定蛋白质水平迅速回升。结合ＣａＣｌ２ 处理的冷锻炼苗在冷胁迫恢复生长时增长迅速,且苗健壮浓绿,说明ＣａＣｌ２浸种对冷锻炼处理提高水稻幼苗的抗冷力有明显的促进作用,这与ＣａＣｌ２ 浸种结合冷锻炼能更有效的提高细胞膜保护能力有关     

质膜氧化还原系统中的抑制物及其特性

燕麦（Ａｖｅｎａ ｓａｔｉｖａ）质膜氧化还原系统的酶反应进行一段时间后,酶反应速率逐渐降低到零,加入反应底物ＮＡＤＨ、Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６ 以及质膜（酶）不能使酶反应速率得到恢复,说明酶被抑制． 酶反应的产物可能为ＮＡＤ＋ 、Ｆｅ２＋ 和Ｈ＋ ,加入ＮＡＤ＋ 、Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６ 和ＨＣｌ不能使酶活力抑制,因此不是产物反馈抑制． 超速离心除去质膜后,发现抑制物存在于反应介质中,这种抑制物的抑制效果随时间延长而降低,所以此抑制物不稳定． 本文首次报道质膜氧化还原系统中存在抑制物     

花生幼苗下胚轴质膜Ca2+-ATP酶及其对低温胁迫的反应

经６％－１２％ＤｅｘｔｒａｎＴ７０密度梯度离心,获得了纯度较高的７ｄ龄花生幼苗下胚轴质膜制剂,质膜Ｃａ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ在反应系统不存在Ｍｇ＾２＋时,可正常表现水解ＡＴＰ的活性,但此活性明显低于Ｍｇ＾２＋激活的ＡＴＰａｓｅ,Ｃａ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ不受Ｎａ３ＶＯ４抑制,不被Ｋ＾＋激活,而被Ｃｌ＾－抑制,Ｃａ＾２＋－ＡＴＰａｓｅ的最适,ｐＨ不同于Ｍｇ＾２＋激活的ＡＴＰａｓｅ,低温胁迫显著提高质膜Ｃ     

甲基紫精对水稻幼苗根细胞膜微囊Ca2+-ATP酶活性的影响

10μmool/L甲基紫精(MV)预处理水稻幼苗可明显提高其抗冷力,但这种功效可被钙的螯合剂EGTA(10 mmol/L)和钙调素(CaM)的抑制剂氯丙嗪(CPZ,0.5 mmol/L)所抑制.MV预处理提高了幼苗质膜、液泡膜Ca2+-ATP酶活性,同时也有提高质膜Fe(CN)3-6还原速率和这些活性的冷适应性,但这些效果均可被EGTA和CPZ所抑制.离体条件下,膜微囊的Ca2+-ATP酶活性对H2O2、O-2、-OH敏感.结果显示,MV预处理提高幼苗的抗冷力可能是通过钙信使介导起作用的,钙信使或CaM可能刺激了质膜、液泡膜Ca2+-ATP酶活性;而该预处理有增加质膜、液泡膜Ca2+-ATP酶的冷稳定性则可能与该处理有提高细胞抗氧化能力、稳定冷胁迫下细胞膜系统结构有关.     

杜氏盐藻细胞质膜氧化还原系统

杜氏盐藻细胞质膜具有氧化ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ、还原Ｆｅ（ＣＮ）和Ｏ２的氧化还原系统。当Ｆｅ（ＣＮ）浓度为０．６ｍｍｏｌ／Ｌ时,氧化ＮＡＤＨ的Ｋｍ为９６μｍｏｌ／Ｌ,Ｔｍａｘ为１５９ｎｍｏｌ１０－８ｃｅｌｌｓｍｉｎ－１,最适ｐＨ为８．５。ＴｒｉｔｏｎＸ－１００可促进ＮＡＤＨ和Ｆｅ（ＣＮ）的氧化还原活性。ＮＡＤＨ能促进藻细胞的氧吸收,最适ＰＨ为８．５。在无外源电子供体存在时,细胞质电子供体提供的电子使Ｆｅ（ＣＮ）还原。培养液ＰＨ影响正常呼吸链、交替氧化酶途径和质膜电子传递链的耗氧比例;当有外源ＮＡＤＨ存在时,ＳＨＡＭ明显促进细胞的氧吸收,并且质膜电子传递链的耗氧比例增加。     

粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）对稻根氧化还原特性及水稻多元酚和内根际激素水平的影响

联合固氮粪产碱菌结合于水稻根表时能增强水稻根部还原力和稻根超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性。实验室和田间试验证明粪产碱菌能提高水稻幼苗对高、低温不良环境的抗逆性。经浸种处理的水稻幼苗植株内多元酚含量增加了１２．５％。粪产以菌对接种水稻多元酚抽提物有强烈的趋化性,而该抽提物对粪产碱菌的固氮活性有明显的刺激作用。多元酚抽提物经双向纸层析和薄层层析表明接种诱导了至少一个特征组分含量提高。采用粪产减菌野生型Ａ１５０１（ｎｉｆ＋）和固氮缺陷型Ａ１５０６（Ｎｉｆ－）浸种能改变宿主水稻内源激素水平,提高内根际的ＩＡＡ和Ｚ的含量,促进植株及根系的生长发育,使其侧根和根毛数目明显增多。在根际联合体系形成过程中,多元酚或激素可能充当植物与细菌间相互作用的一类特异信号分子。     

冷锻炼对水稻和黄瓜幼苗SOD,GR活性及GSH,AsA含量的影响

水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）和黄瓜（Ｃｕｃｕｍ ｉｓｍ ｅｌｏ Ｌ．）幼苗在昼夜温度为１５ ℃／１０ ℃、白天光照１２ ｈ,光强为２５０ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １的条件下锻炼３ ｄ,明显地提高幼苗叶片中膜保护酶——超氧物歧化酶（ＳＯＤ）、谷胱甘肽还原酶（ＧＲ）活性和内源抗氧化剂——还原型谷胱甘肽（ＧＳＨ）、抗坏血酸（ＡｓＡ）的含量。经冷锻炼和未锻炼的幼苗移置４ ℃、光强为２５０ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １下胁迫处理２ ｄ,未锻炼苗叶片中ＳＯＤ、ＧＲ 活性和ＧＳＨ、ＡｓＡ 含量明显下降,而经冷锻炼的苗则相对比较稳定。从脂质过氧化产物——丙二醛（ＭＤＡ）含量及幼苗的存活率亦看出：冷锻炼苗具有较低的脂质过氧化水平和较高的幼苗存活率。由此认为：冷锻炼能提高水稻和黄瓜幼苗细胞膜的稳定性,从而增强了耐低温光胁迫的能力     

氧化胁迫对水稻幼苗抗冷力的影响

利用Ｈ２Ｏ２和甲基紫精（ＭＶ）对水稻幼苗作三种不同程度的氧化胁迫预处理。结果表明：轻度氧化胁迫预处理（１０ｕｍｏｌ／ＬＨ２Ｏ２或１０ｕｍｏｌ／ＬＭＶ处理４ｈ）提高了水稻幼苗的抗冷力,严重氧化胁迫预处理（１０ｕｍｏｌ／ＬＨ２Ｏ２或１０ｕｍｏｌ／ＬＭＶ分别处理１６ｈ和４０ｈ）则削弱水稻幼苗的抗冷力。氧化胁迫预处理刺激了水稻幼苗叶片抗氧化酶（ＳＯＤ,ＣＡＴ,ＰＯＸ和ＡＰＸ）的活性。经冷胁迫后,不同预处理苗的叶片抗氧化酶活性、膜脂过氧化和膜结构的变化趋势不同：轻度氧化胁迫预处理使幼苗仍保持较高的抗氧化酶活性,减轻了由冷胁迫引起的膜脂过氧化和细胞膜的渗漏程度,而严重氧化胁迫预处理则相反。因此,水稻幼苗对氧化胁迫感知并作出反应的机制（氧化应激机制）在水稻幼苗对低温反应和适应过程中起着很重要的调节作用。