外源钙对不同钙敏感型番茄幼苗生理特性的影响

利用钙不敏感型番茄品种(江蔬1号)和钙敏感型番茄品种(L-402)为试材,研究了不同浓度的外源钙对其根系活力、钙调素含量、叶绿素a、b含量和比值及活性氧清除酶系统活性的影响.结果表明,根系钙调素(CaM)含量随介质钙浓度增加而增加,不敏感品种江蔬1号高于敏感品种L-402.根系活力、生长点和真叶chla/b比值在低钙强度下(1和4 mg·L^-1)以江蔬1号显著高于L-402,在充足供钙时(100 mg·L^-1)L-402显著高于江蔬1号,表明江蔬1号品种具有较强的耐低钙和光胁迫的能力.对活性氧清除酶系统活性来说,在三个钙浓度下敏感品种L-402的POD、CAT酶活性均显著高于江蔬1号,降钙使两酶活性升高,SOD酶活性下降,且L-402下降的幅度高于江蔬1号,表明低钙造成的胁迫对L-402品种影响较大,江蔬1号较耐受缺钙胁迫.     

花期减少施钙量对不同钙效率番茄果实钙形态和含量的影响

花期降低施钙量后,钙低效番茄品种L-402果实中钙含量显著降低,高效品种江蔬一号降低不显著,镁含量显著增加,钾含量有增加趋势。果实底端的钙含量高于顶端,降低施钙量后果实水溶性钙含量和比例显著提高,果胶酸钙含量和比例降低,磷酸钙含量也降低。钙低效品种L-402水溶性钙含量的增加,以及果胶酸钙和磷酸钙的降低程度,都大于高效品种江蔬一号,且降钙后果实顶端的革酸钙含量和比例增加。     

番茄吸收和积累Cd能力的品种间差异

旨在筛选和利用在受污染土壤中可食部位污染物积累水平在食品卫生标准允许范围内的农作物品种(pollution-safecultivar,简称为PSC),以降低水土环境污染物经食物链危害人类健康的风险。研究对象为番茄,探讨了在一定Cd污染土壤中其果实Cd含量低于国际食品法典委员会(CAC)Cd最高限值的品种(Cd-PSC)存在的可能性。通过盆栽试验研究了36个番茄品种(包括普通番茄和樱桃番茄两个变种)不同器官在受不同程度镉污染的土壤中吸收和积累Cd能力的差异。结果表明:(1)在土壤Cd重度胁迫(13.3mg.kg-1)和轻度Cd胁迫(1.1mg.kg-1)下,番茄所有器官Cd含量的变异在统计学上均存在极显著意义(p<0.01),其中果实Cd含量的范围分别为0.08~0.33mg.kg-1和0.00~0.09mg.kg-1,变异系数分别达到28.5%和77.9%;(2)在重度胁迫下,所有供试品种的果实Cd含量均超出CAC标准,而轻度胁迫下的Cd含量超标率达到19.4%,说明番茄是易受Cd污染的农作物种类,其中樱桃番茄的受污染风险特别高,在轻度胁迫下6个供试品种中有5个超标,而30个普通番茄品种仅1个超标。因此,仅在轻度胁迫条件下,存在着番茄的Cd-PSC,其中有5个普通番茄品种的果实中未检出Cd,属于比较安全的PSC,包括品种No.121、6、24、35和No.36,可以推荐在土壤Cd污染程度略超国家三级标准或具有潜在受污染风险的区域应用;(3)尽管大多数情况下各营养器官的Cd含量间均呈显著的正相关,但营养器官与果实Cd含量间均无明显的相关性,推测Cd在番茄营养器官间和营养器官与果实间的转运途径是不一样的。组织中Cd含量的显著相关性说明该特性可以作为农作物品种的种性特征;(4)与轻度胁迫相比,重度胁迫下的所有供试品种平均果实生物量上升了7.5%,一半以上的品种表现出较强的耐Cd能力,这一特性可能导致因不易察觉土壤的Cd污染状况而增加番茄产品受Cd污染风险。     

土壤水分和供硼状况对不同硼效率油菜苗期生长、水分含量和硼形态的影响

通过土培试验,研究了土壤水分和供硼状况对不同硼效率油菜苗期生长、叶片水分含量和硼形态的影响.结果表明:低水分胁迫条件下,硼高效甘蓝品种和硼低效甘蓝品种在高供硼水平下的单株鲜质量比低供硼水平分别增加了43.1%和31.7%,但品种间没有显著差异;硼高效品种在两种供硼水平下的束缚态水分含量分别比低效品种高11.4%和1.7%,半束缚态硼分配比例分别比低效品种高6.9%和23.8%.正常水分条件下,硼高效甘蓝品种和硼低效甘蓝品种在高供硼水平下的单株鲜质量比低供硼水平分别增加了11.1%和27.4%;硼高效品种在两种供硼水平下的自由态水分含量较硼低效品种多,自由态硼累积量为低效品种的2倍多,这有利于硼在高效植物体内的移动运输.     

基于主成分-聚类-逐步回归分析构建番茄苗期耐铝性综合评价体系

铝毒是限制酸性土壤中作物产量的主要因素之一。番茄(Solanum lycopersicum)是适合在酸性土壤中种植的主要经济作物, 不同品种番茄对铝胁迫的响应存在差异, 因此, 筛选苗期耐铝毒种质对番茄生产及研究具有重要意义。以10个番茄品种为材料, 采用室内土培盆栽, 设置1 000 µmol∙L^-1 AlCl₃·6H₂O处理, 测定反映植物铝胁迫下生长状况的16个形态、生理生化及光合指标。通过主成分分析, 将铝胁迫下番茄幼苗的16个指标转化为5个独立的综合指标, 累积贡献率达90.779%。基于耐铝性综合评价值(A)的系统聚类分析, 将供试种质划分为5类, 第I类为高度耐铝品种Qianxi, 第V类为高度不耐铝品种Puluowangsi。经多元线性逐步回归分析得出番茄苗期耐铝评价方程: y=0.046+0.405X₆+0.515X₁₀-0.207X₁₅+0.028X₃ (R²=0.997), 从16个指标中提取出与A值显著相关(P<0.01)的4个指标: 丙二醛含量(X₃)、净光合速率(X₆)、叶面积(X₁₀)和地下部干重(X₁₅)。利用评价方程可判断不同番茄品种苗期的耐铝性, 使番茄耐铝性鉴定工作快速简便。     

不同氮效率水稻品种根系生理生态指标的差异

以氮素利用效率差异大的两个水稻品种(氮高效品种南光和氮低效品种Elio)作为试验材料,设计高低两个供氮水平,在温室砂培条件下研究了不同氮效率水稻高效吸收利用氮素的根系生物学特性及生理机制.结果表明,在两个供氮水平下,氮高效水稻南光的产量均显著大于氮低效水稻,增幅在50%以上.随着供氮水平的提高,两个水稻品种植株的总吸氮量和干物质量随之增加,氮高效水稻南光的生育后期吸氮量和地上部及根系的生物量显著高于氮低效水稻Elio;氮高效水稻品种南光根系形态参数对氮素营养的响应度高于氮低效品种Elio,高氮处理下,南光较低氮处理分别增加127%(总根长)和114%(根系表面积),而Elio仅增加92%(总根长)和82%(根系表面积),而且Elio在齐穗期后根系形态参数水平下降显著;南光的根系伤流强度在拔节期较氮低效水稻Elio高出11%(1mmol L-1)和32%(5mmol L-1),灌浆期南光较Elio高出12%(1mmol L-1)和12%(5mmol L-1),差异均显著.由本试验结果可推断根系形态及根系活力的差异是造成水稻氮效率差异的重要原因之一.     

棉花抗枯、黄萎病品种苗期耐低钾种质筛选研究

本研究采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,确立棉花品种苗期耐低钾筛选指标,利用这些指标,评价我国88个抗枯、黄萎病棉花品种资源苗期耐低钾能力,并筛选钾素利用率高的优异种质。结果表明,株高、地上部干物重、地下部干物重、总干物重、钾利用率、叶绿素含量在不同钾浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低钾能力的评价指标,而叶面积在不同品种和不同钾浓度处理之间不存在差异。利用筛选出的指标对88个品种进行耐低钾评价,结果供试品种主要被分为耐低钾基因型、耐低钾中间类型和非耐低钾基因型三类,分别包括21个、58个和6个品种。     

棉花抗枯、黄萎病品种苗期耐低钾种质筛选研究

本研究采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,确立棉花品种苗期耐低钾筛选指标,利用这些指标,评价我国88个抗枯、黄萎病棉花品种资源苗期耐低钾能力,并筛选钾素利用率高的优异种质。结果表明,株高、地上部干物重、地下部干物重、总干物重、钾利用率、叶绿素含量在不同钾浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低钾能力的评价指标,而叶面积在不同品种和不同钾浓度处理之间不存在差异。利用筛选出的指标对88个品种进行耐低钾评价,结果供试品种主要被分为耐低钾基因型、耐低钾中间类型和非耐低钾基因型3类,分别包括21个、58个和6个品种。     

大豆种子储藏性磷对幼苗适应低磷胁迫的作用

选用种子大小不同、磷效率不同的两个大豆品种‘巴西10号’(B10)和‘本地2号’(L2),在不同供磷条件下进行营养液浇灌沙培,从大豆萌发至2片三出复叶完全展开期测定植株主要器官总磷、可溶性磷浓度、子叶可溶性蛋白、酸性磷酸酶比活性、植酸酶比活性的变化动态,探讨储藏性磷在大豆幼苗期适应磷胁迫中的作用。结果发现:(1)磷效率不同的两个大豆品种的种子中磷含量差异显著。(2)大豆萌发和幼苗生长过程中子叶的磷逐渐转入根、茎、叶中,并以转入叶中的磷最多,其中磷高效品种B10在发芽过程中子叶磷向各个器官转移的总磷量要高于磷低效品种L2,且持续时间长。(3)大豆萌发和幼苗生长过程中外源供磷水平显著影响子叶磷的转移,在外源供磷充足条件下各器官中总磷均高于低供磷条件,子叶中磷和外源磷存在补偿关系。(4)磷高效品种B10子叶中酸性磷酸酶活性在低磷条件下显著高于高磷条件,但磷低效品种L2在高、低磷间无显著差异。研究表明,大豆种子储藏性磷在幼苗期耐低磷能力建立方面具有重要作用。     

32个切花菊品种的耐低磷特性

本研究利用砂培试验对32个切花菊品种进行了苗期耐低磷筛选和鉴定。结果表明,供试切花菊品种耐低磷能力存在明显的基因型差异,表现在幼苗相对干重（低磷胁迫/正常供磷）、相对磷含量和相对磷积累量存在较大的基因型间变异(CV分别为12.14%、20.99%和26.41%),相对干重、相对磷含量和相对磷积累量之间均呈极显著正相关(P<0.01)。通过聚类分析可将32份供试品种的耐低磷胁迫能力分为极强、强、中等、弱、极弱5个级别,‘南农银山’对低磷的忍耐能力最强,属耐低磷能力极强的品种;‘南农红枫’、‘南农香槟’和‘优香’对低磷胁迫的忍耐能力最差,属耐低磷能力极弱的品种。相对干重、相对磷含量和相对磷积累量可作为切花菊耐低磷特性的筛选指标,为切花菊育种、栽培管理、磷营养学研究提供参考。     

Effect of sodium on cellular calcium transport in rat kidney

Summary The influence of extracellular Na (Na _o ) on cellular Ca transport and distribution was studied in rat kidney slices. Calcium efflux from prelabeled slices was depressed when Na _o was completely replaced by choline or tetraethylammonium (TEA) ions and it was markedly stimulated when Na was reintroduced in a Na-free medium. However, reducing Na _o (with choline or TEA as substituting ions) did not increase the total slice⁴⁰Ca, their total exchangeable Ca pool, or the⁴⁰Ca or⁴⁵Ca of mitochondria isolated from these slices. Kinetic analyses of steady-state⁴⁵Ca desaturation curves showed that reducing Na _o depressed the exchange of Ca across the plasma membrane, slightly decreased the cytosolic Ca pool, but did not significantly affect the mitochondrial Ca pool and Ca cycling. Ouabain (10^–3 m) which should reduce the Na gradient across the plasma membrane had no effect on calcium distribution and transport. These results suggest that in kidney cells low Na _o depresses Ca influx as well as Ca efflux; there may be an interaction between Na and Ca at a possible carrier located in the plasma membrane, but there is no Na/Ca exchange as described in several excitable tissues.     

Role of C5a-C5aR axis in the development of atherosclerosis

Complement component 5a (C5a) is a 74 amino acid glycoprotein and an important proinflammatory mediator that is cleaved enzymatically from its precursor, C5, on activation of the complement cascade. C5a is quickly metabolised by carboxypeptidases, forming the less-potent C5a desArg. C5a and C5a desArg interact with their receptors (C5aR and C5L2), which results in a number of effects which are essential to the immune response. C5a has a broad range of biological effects throughout the human body because the widespread expression of C5a receptors throughout the human organs enables C5a and C5a desArg to elicit a broad range of biological effects. Recently, accumulating evidence in humans and experimental animal models shows that the C5a-C5aR axis is involved in the development of atherosclerosis lesions. The absence or blockade of C5aRs greatly reduces the formation of atherosclerotic lesions or wire-injury-induced neointima formation in atherosclerosis-prone mice. Serum C5a level was related to the major adverse cardiovascular events in patients with advanced atherosclerosis and those with drug-eluting stent implantation. Thus, the C5a-C5aR axis may be a significant pathogenic driver of arteriosclerotic vascular disease, making C5a-C5aR inhibition an attractive therapeutic strategy.     

The local Ca concentration profile in the vicinity of a Ca channel

Intracellular Ca signaling is governed by diffusion and buffering of Ca ions. Mobile endogenous buffers increase the redistribution of Ca ions and tend to restrict the regions of elevated Ca concentrations to the close vicinity of the channel. These Ca microdomains dominate fast Ca signaling, as observed, e.g., in synaptic transmission. The steady-state solution of the linearized differential equations of buffered Ca diffusion, as developed by Neher and Naraghi and Neher (1–3), will be reviewed and generalized to the case of more than two buffers. Immobile buffers do not enter the steady-state equations, but instead slow down Ca diffusion and prolong the time to reach the steady state. Based on this phenomenon, a quite different putative mechanism to localize Ca will be suggested that is likely to be realized in photoreceptors where Ca source, Ca sink, and Ca sensor form a complex, as was recently reported (4–6).     

Ca在水稻籽粒中的富集及其与其它7种元素的关系

通过环境扫描电镜结合X射线电子探针显微分析技术,对21种不同基因型的水稻籽粒颖壳内、外表面以及颖果表面、糊粉层、近糊粉层和米中部的Ca含量进行测定。结果表明,Ca元素在水稻籽粒不同部位的含量有明显差异,颖壳内外表面和颖果表面Ca含量较高,近糊粉层和颖果中部含量较低,在颖果中Ca主要富集在糊粉层中;而且不同基因型水稻籽粒同一部位或不同部位Ca的积累量也有较大差异,这可能是由遗传差异引起的。糊粉层中的Ca含量影响着颖壳外表面、颖果表面、近糊粉层和米中部的Ca含量。另外,籽粒不同部位Ca含量与P、Mg、K、Si、Al、Cd含量之间存在显著或极显著的非线性关系,与Pb含量之间不存在显著的非线性关系。说明Ca在水稻籽粒中富集的同时也影响着P、Mg、K、Si、M、Cd等元素的富集。     

NaHCO3胁迫下星星草根中Ca2＋与Ca2＋-ATPase的超微细胞化学定位

利用焦锑酸盐和磷酸铅沉淀技术分别对NaHCO3胁迫条件下星星草（Puccinellia tenuiflora）根中Ca2＋和Ca2＋-ATPase进行超微细胞化学定位研究,旨在进一步探讨Ca2＋在NaHCO3胁迫诱导胞内信号转导过程中的作用,以及Ca2＋-ATPase活性定位变化与NaHCO3胁迫下星星草抗盐碱能力的关系。结果表明：在正常状态下,根毛区细胞质内Ca2＋较少,主要位于质膜附近和液泡中,Ca2＋-ATPase主要定位于质膜和液泡膜,有一定活性。在0.448%NaHCO3胁迫下,根毛区细胞质中Ca2＋增多,液泡中Ca2＋减少,且主要集中于液泡膜附近,质膜和液泡膜Ca2＋-ATPase活性明显升高。在1.054%NaHCO3胁迫下,细胞质中分布的Ca2＋增多,而液泡中Ca2＋极少,Ca2＋-ATPase活性也降低。以上结果表明,Ca2＋亚细胞定位和Ca2＋-ATPase活性变化在星星草响应NaHCO3胁迫的信号传递过程中具有重要作用。     

细胞外Ca^2＋内流入胞质的机制

细胞外Ｃａ＾２＋主要是通过塌压依赖性Ｃａ＾２＋通道和钙池耗竭依赖性Ｃａ＾２＋通道而内流的。前者主要见于电兴奋细胞,这一过程比较清楚;后者主要见非兴奋细胞,情况远较复杂：外来信号激活内贮钙池,钙池在释放Ｃａ＾２＋同时通过目前尚不清楚的途径将直接或间接传至质膜Ｃａ＾２＋通道,而诱发Ｃａ＾２＋内流。     

Ca2+缓解NaCI胁迫引起的玉米光合能力下降的作用

以'鲁玉14号玉米'('Zeamays cv.Luyu 14')为材料,研究了Ca2 对NaCl胁迫下玉米叶片的气孔导度、净光合速率、Mehler反应及其对超氧化物歧化酶SOD和抗坏血酸过氧化物酶APX活性的影响,探讨了Ca2 在盐胁迫中的可能作用及其作用机制.正常生长条件下外施2～16 mmol·L-1Ca2 造成气孔导度下降,但在盐胁迫条件下外施2～8 mmol·L-1Ca2 却能降低盐胁迫造成的气孔导度下降.另外,无论正常生长条件下还是盐胁迫下,依赖Mehler反应的电子传递都会因Ca2 的加入而增强,但后者的增强程度较大.对照植株经2～8 mmol·L-1Ca2 处理后总电子传递明显降低,而外施2～8 mmol·L-1Ca2 对盐胁迫植株的总电子传递却有明显的促进作用.8 mmol·L-1Ca2 显著地提高了盐胁迫下SOD和APX的活性,相比之下,Ca2 对APX活性的促进作用更加显著.Ca2 的加入明显减轻了盐胁迫对玉米的抑制作用,这主要归因于Ca2 降低了盐胁迫造成的气孔关闭,改善了光合作用,并通过促进Mehler反应一方面直接耗散过剩的激发电子避免了电子传递链的过度还原,另一方面建立跨膜的pH梯度刺激依赖叶黄素循环的热耗散来耗散过剩光能,从而缓解了盐胁迫下过剩光能对玉米造成的伤害.而Mehler反应产生的活性氧可以被活性提高的抗氧化酶所清除.     

剪切应力诱导血小板聚集

剪切应力诱导血小板聚集（shear-induced platelet aggregation, SIPA）是指在高剪切流场诱导下血小板表面的膜糖蛋白（GPⅠb/Ⅸ/Ⅴ和GPⅡb/Ⅲa）与血浆中的von Willebrand因子（vWF）相结合,介导血小板的活化、黏附和聚集,是动脉血栓的重要成因.SIPA还需要Ca2+,ADP/ATP等生化因素的参与,因而SIPA现象是生化因素和力学因素偶合作用的结果.细胞外Ca2+是高剪切应力诱导血小板发生聚集的必需条件,Ca2+的跨膜内流引起细胞骨架结构的改变和GPⅡb/Ⅲa的活化.近来对ADP/ATP位于血小板膜上的P2受体的研究表明,P2受体与细胞内Ca2+协同作用通过多种生化途径调控血小板的活化过程在SIPA的信号传导中起着关键的作用.从力学环境与生化反应的偶合关系入手研究SIPA现象的触发机制,深入研究SIPA现象中的信号转导通路是今后的研究热点之一.     

机械力对间充质干细胞向成骨细胞分化的力学响应机制研究

间充质干细胞的分化受多种因素的影响,其中力学是重要因素之一.为了探讨力学信号在间充质干细胞分化中的传导机制,利用力学加载装置在成骨细胞诱导体系条件下,对小鼠骨髓间充质干细胞系(D1细胞)加载不同拉伸应变,运用RT-PCR方法、Flou-3-AMCa2 染色技术、激光共聚焦显微镜技术及5种信号阻断剂,SB203580(p38MAPK特异抑制剂)、PD98059(MEK-1/2MAPK特异抑制剂)、LY294002(PI3Ks特异抑制剂)、细胞松弛素B(微丝结构阻断剂)、EGTA(Ca2 螯合剂),探讨力学信号的基本传导途径.结果显示:3%的拉伸应变能明显提高细胞内Ca2 水平;细胞微丝结构破坏后,延迟了3%拉伸应变对细胞内Ca2 水平增加的影响;细胞外Ca2 螯合后,拉伸应变不能促进细胞内Ca2 水平的升高,该结果提示,拉伸应变对细胞内Ca2 水平的影响主要通过细胞外Ca2 的内流实现.5种信号阻断剂能完全阻断干细胞向成骨细胞分化过程中关键基因骨钙蛋白(osteocalcin,OCN)和OSX mRNA的表达.p38MAPK途径、MEK-1/2MAPK途径被阻断后,拉伸应变激活了OCN和Osterix(OSX,与成骨细胞分化相关的关键基因)mRNA的表达;PI3Ks途径阻断后,拉伸应变部分激活了OCN和OSX mRNA的表达;细胞微丝破坏及胞外Ca2 螯合后,拉伸应变不能促进OCN和OSXmRNA的表达.上述结果表明:力学信号通过Ca2 信号、细胞微丝结构以及PI3Ks信号途径引起细胞的应答反应和生物学效应.     

温度逆境交叉适应对葡萄叶片膜脂过氧化和细胞钙分布的影响

 研究了高温锻炼对低温胁迫下和低温锻炼对高温胁迫下葡萄(Vitis vinifera)叶片中丙二醛（MDA）、谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量变化以及细胞中Ca2+分布的影响。结果表明: 高（低）温胁迫使正常生长的叶片丙二醛含量升高, GSH和AsA含量下降,低（高）温锻炼预处理能减少MDA含量,提高GSH和AsA含量,抑制了由于温度胁迫引起MDA含量升高和GSH和AsA下降趋势。常温下葡萄叶肉细胞的Ca2+主要分布于液泡、细胞间隙中;高温胁迫和低温胁迫后,细胞质中聚集大量Ca2+沉淀颗粒,液泡中和细胞间隙Ca2+沉淀颗粒减少,叶绿体超微结构被破坏,Ca2+稳态平衡遭到破坏。高温锻炼后细胞质出现大量的Ca2+沉淀颗粒,主要来源于细胞间隙,低温锻炼后细胞质也出现大量的Ca2+沉淀颗粒,主要来源于液泡,两者的叶绿体超微结构都完整;高温锻炼的叶片经过低温胁迫和低温锻炼的叶片经过高温胁迫后,细胞间隙和液泡内Ca2+沉淀颗粒增加,细胞质中Ca2+沉淀颗粒很少,叶绿体较完整,Ca2+稳态平衡得以维持。推测高低温锻炼能够通过Ca2+启动抗逆基因表达和维持细胞中Ca2+稳态平衡来交叉适应低高温的胁迫。