干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

研究了干旱胁迫对抗旱性强弱不同的两种小麦幼苗的抗氰呼吸和活性氧代谢的影响。干旱胁迫导致了两种小麦抗氰呼吸活性及基因转录水平的下降,但抗旱品种在轻度干旱胁迫下表现出一定的适应能力,其抗氰呼吸活性及基因转录水平均高于不抗旱品种。干旱胁迫下,对干旱敏感的小麦幼苗叶片中活性氧含量高于抗旱小麦;3种抗氧化酶的活性低于抗旱小麦的3种抗氧化酶的活性。据此认为,严重的干旱胁迫引起活性氧含量的增加扰动了活性氧与抗氰呼吸之间的应答平衡,但抗氰呼吸可能通过清除活性氧等机制而起了抗旱的作用。     

PEG胁迫及复水对不同抗旱性小麦幼苗脯氨酸代谢关键酶活性的影响

以两种不同抗旱性小麦品种幼苗为试验材料,采用PEG模拟干旱胁迫处理,探究干旱胁迫及复水对小麦幼苗叶片与根系脯氨酸累积及关键酶活性的影响。结果显示:(1)PEG胁迫下抗旱品种‘普冰143’根长和根干重下降不大,而水敏感品种‘郑引1号’根长和根干重下降显著;且于胁迫处理36h时‘普冰143’根系脯氨酸含量增加(75.0%)显著大于‘郑引1号’(37.7%),复水24h后均恢复至对照水平。(2)PEG胁迫下‘普冰143’叶片中谷氨酸合成途径关键酶P5CS和鸟氨酸合成途径关键酶δ-OAT活性均显著增加,且‘普冰143’叶片脯氨酸两条合成途径关键酶活性均得以加强;PEG胁迫处理36h时,‘郑引1号’叶片中P5CS活性增加显著,δ-OAT活性变化较小,且‘郑引1号’叶片脯氨酸合成可能以谷氨酸途径为主;但在PEG胁迫下两个不同抗旱性品种的根中P5CS、δ-OAT活性均变化较小。(3)PEG胁迫处理36h时‘普冰143’叶片脯氨酸降解酶PDH活性显著下降,而‘郑引1号’叶片PDH活性显著增加,复水后抗旱品种叶片该酶活性显著增加,水敏感品种恢复至对照水平;但PEG胁迫处理下两个不同抗旱性品种的根中PDH活性均显著下降。研究表明,PEG胁迫下小麦叶片是合成脯氨酸的主要部位,抗旱品种‘普冰143’根系脯氨酸持续积累与叶片中高的脯氨酸合成关键酶活性及脯氨酸转运有关。     

水分胁迫下不同抗旱性小麦品种叶片转录因子表达差异研究

通过研究不同抗旱性小麦品种中转录因子表达水平的差异,为阐明小麦抗旱机制奠定基础。依据候选基因序列设计PCR引物,以干旱胁迫后0、3、6、9、12和24 h的小麦叶片为实验材料,以26S rRNA为内参,运用荧光定量PCR技术,检测Wdreb2、Wlip19基因在干旱敏感性和干旱耐受性小麦叶片中的相对表达量。定量PCR结果显示：干旱胁迫后,Wdreb2、Wlip19基因在干旱敏感性小麦叶片中的表达明显低于干旱耐受性小麦,在不同品种叶片中的响应时间和表达趋势存在差异。研究认为,Wdreb2、Wlip19基因在不同品种小麦受到干旱胁迫后的表达差异,与该品种小麦的抗旱能力具有一定的相关性。     

不同抗旱性小麦快速叶绿素荧光诱导动力学曲线对干旱及复水的响应

以抗旱性不同的4个小麦(Triticum aestivum)品种为材料,利用室内水培的方法,系统研究了正常、轻度干旱、重度干旱及旱后复水对小麦苗期干物质量及叶绿素荧光参数的影响。研究结果表明:干旱胁迫下各小麦品种干物质量均明显降低,且4个小麦品种在不同干旱条件下抗旱性均表现为‘晋麦47’‘洛麦26’‘洛麦23’‘郑引1号’;干旱胁迫使叶绿素荧光诱导动力学(OJIP)曲线发生变化,最小荧光强度(F_o)值呈增加趋势,且‘郑引1号’重度干旱组与对照组存在明显差异;随着4个小麦品种抗旱性强弱和干旱程度的增加,叶绿素荧光诱导曲线初始斜率(M_o)、在J点的相对可变荧光强度(V_j)、在I点的相对可变荧光强度(V_i)值均呈递增趋势,最大光合效率(φ_(Po))、用于电子传递的量子产额(φ_(Eo))和反应中心捕获的激子将电子传递到初级醌受体以后其他电子受体的概率(ψ_o)值均呈递减趋势;不同品种小麦光合性能指数(PI_(ABS))在干旱胁迫下比最大光化学效率(F_v/F_m)更为灵敏;干旱胁迫解除后,抗旱性强的品种和中等抗旱小麦品种光合机构还可恢复,而抗旱性弱的‘郑引1号’在重度干旱下受到不可逆的伤害;干旱敏感系数与叶绿素荧光参数单位面积电子传递的量子产额(ET_o/CS)和单位面积热耗散(DI_o/CS)的相关性达到显著水平。因此,可以根据PI_(ABS)、ET_o/CS和DI_o/CS参数的变化来鉴定小麦的抗旱性。     

渗透胁迫下小麦根系渗透调节与根冠淀粉水解的研究

用不同浓度的PEG—600对抗旱性不同的小麦幼苗进行渗透胁迫处理,研究了小麦幼苗根系的淀粉酶活性、可溶性糖含量、渗透势、渗透调节能力和根冠淀粉的水解状况。结果表明,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性强的小麦品种昌乐5号和北农2号根系渗透势和饱和渗透势的降低程度大于抗旱性弱的小麦品种鲁麦5号和921842,并且抗旱性强的小麦品种根系的渗透调节能力大于抗旱性弱的小麦品种。随着渗透胁迫程度的加重．各品种小麦根冠淀粉粒均有不同程度的减少。而抗旱性强的品种根冠淀粉粒的减少程度小于抗旱性弱的品种;抗旱性强的小麦品种根系淀粉酶活性显著高于抗旱性弱的小麦品种,但是,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性弱的品种淀粉酶活性增加的幅度远高于抗旱性强的品种。可溶性糖含量的变化趋势与淀粉酶活性的变化趋势一致．即渗透胁迫下根冠淀粉水解程度大的小麦品种,可溶性糖的含量高。但根冠淀粉水解在根系的渗透调节以及在小麦适应水分胁迫中的作用还有待于进一步探讨。     

春小麦水分胁迫响应中的ACC、MACC合成及乙烯的释放

水分胁迫使两个抗旱性不同的春小麦 (TriticumaestivumL .)品种“8139”(抗旱性较弱 )和“5 0 4”(抗旱性较强 )叶片ACC和MACC含量于胁迫初期下降后期升高 ,ACC合酶活性持续升高 ,乙烯释放量在 8139中下降而在5 0 4中先大幅升高而后下降。两种作用效果相反的抑制剂MGBG (抑制SAMDC活性 )和AOA (抑制ACC合酶活性 )均明显影响了两品种春小麦叶片以上各指标的变化。结果表明 ,水分胁迫下作物乙烯的释放量并不与其合成直接前体ACC的量成正相关 ;胁迫乙烯在抗性品种中于胁迫初期的升高可能是植物胁迫信号传导的响应之一 ,是一种干旱适应现象 ,可能与作物的干旱忍耐形成有关 ,而MACC具有调节胁迫乙烯释放的特殊生理作用。     

不同活性氧胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应

采用不同的活性氧发生源, 研究了· 、H2O2和OH·胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应。结果表明, 细胞对氧胁迫的应激响应程度取决于活性氧种类、胁迫程度和形式(瞬时和持续)。Bacillus sp. F26对H2O2胁迫的响应程度最高, 过氧化氢酶的快速合成对细胞抵抗H2O2胁迫至关重要, 当细胞及时分解进入胞内的H2O2, 胁迫对细胞的氧化损伤程度并不高, 相反会刺激细胞的生长和底物消耗, 当胁迫超过过氧化氢酶的分解能力时, H2O2会迅速抑制细胞生长和过氧化氢酶合成; 由于 ·与细胞作用的方式和效果与H2O2不同, 超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的快速合成并不能保证细胞及时有效地清除胞内的活性氧, 因此, 细胞对 ·胁迫的响应程度要低于H2O2胁迫; 在所考察的3种活性氧中, OH·胁迫(Fenton反应体系)对细胞的氧化损伤程度最大, 胁迫强烈地抑制了细胞生长和抗氧化物酶的合成。由此表明, 由于不同活性氧的化学性质有所不同, 细胞对不同种类、程度和形式的活性氧胁迫会表现出不同的生物学效应, 为了提高自身对氧胁迫的抵抗能力, 微生物会通过自身的代谢调节适应新的环境, 包括调整抗氧化物酶合成水平、改变生长速度以及底物消耗速率等。     

山西省主推小麦品种芽期及苗期的抗旱性评价

水分对小麦生长发育具有重要的作用。山西省水资源严重匮乏,鉴定山西省主推小麦品种的抗旱性,对于培育优异抗旱品种具有重要意义。本研究以40份山西省各麦区主推小麦品种为试材,分别在芽期和苗期对其进行模拟干旱(20%PEG-6000)处理,分析干旱胁迫对小麦芽期和苗期形态指标的影响,并利用隶属函数和抗旱综合评价值,对参试小麦品种的抗旱性进行评价。结果表明：小麦芽期和苗期的各项指标均不同程度受干旱胁迫的影响,芽期的芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和苗期的叶鲜重、根鲜重受干旱胁迫的影响较大;芽期共筛选出抗旱型品种21个(52.5%),其中山农17综合评价值最高,达0.783;苗期共筛选出抗旱型品种5个(12.5%),分别为山农24、晋麦66、长麦6135、晋麦62、长麦3897;芽期和苗期皆为抗旱型的小麦品种是长麦3897;拟合芽期和苗期抗旱性综合评价值之间的关系表明,参试品种2个时期的抗旱性之间无显著相关性。本研究结果可为山西省选取旱地小麦生产用品种以及抗旱性的改良提供参考。     

不同活性氧胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应

采用不同的活性氧发生源, 研究了· 、H2O2和OH·胁迫下Bacillus sp. F26以抗氧化物酶合成为特征的应激响应。结果表明, 细胞对氧胁迫的应激响应程度取决于活性氧种类、胁迫程度和形式(瞬时和持续)。Bacillus sp. F26对H2O2胁迫的响应程度最高, 过氧化氢酶的快速合成对细胞抵抗H2O2胁迫至关重要, 当细胞及时分解进入胞内的H2O2, 胁迫对细胞的氧化损伤程度并不高, 相反会刺激细胞的生长和底物消耗, 当胁迫超过过氧化氢酶的分解能力时, H2O2会迅速抑制细胞生长和过氧化氢酶合成; 由于 ·与细胞作用的方式和效果与H2O2不同, 超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的快速合成并不能保证细胞及时有效地清除胞内的活性氧, 因此, 细胞对 ·胁迫的响应程度要低于H2O2胁迫; 在所考察的3种活性氧中, OH·胁迫(Fenton反应体系)对细胞的氧化损伤程度最大, 胁迫强烈地抑制了细胞生长和抗氧化物酶的合成。由此表明, 由于不同活性氧的化学性质有所不同, 细胞对不同种类、程度和形式的活性氧胁迫会表现出不同的生物学效应, 为了提高自身对氧胁迫的抵抗能力, 微生物会通过自身的代谢调节适应新的环境, 包括调整抗氧化物酶合成水平、改变生长速度以及底物消耗速率等。     

未分胁迫下不同抗旱性小麦芽鞘膨压和IAA及ABA含量变化（简报）

水分胁迫条件下,小麦细胞膨压下降与芽鞘生长抑制呈正相关。不同品种单位膨压升高引起的伸长生长有差异。水分胁迫0、3、8、20、32、45h后,抗旱性强的品种芽鞘中IAA含量及IAA／ABA比值在接近生长最快的时刻出现高峰;抗旱性差的品种IAA含量及IAA／ABA比值的高峰出现的时间与生长最快的时间不一致。单位膨压升高引起芽鞘长度增加大的品种,腔迫处理后IAA含理及IAA／ABA相对较高或下降程度相对较小;而BA含理升高则相反,抗旱性弱的品种胁迫处理后ABA含量增加相对较多。     

解偶联蛋白及功能研究进展

解偶联蛋白(ucP,uncoupling protein)是一类线粒体内膜上的载体,属于线粒体载体超家族,可以将H^ 从线粒体内膜渗漏到线粒体基质中,减少ATP的合成并产生热能。已知UCPl在小鼠中有维持体温和能量稳态的重要作用。而UCP2和UCP3可控制活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生、调节脂肪酸氧化,并且在肥胖和糖尿病发生中有重要作用。     

ROS和丁内酯-I抑制山羊卵母细胞的减数分裂

本文研究了ROS(Roscovitine)和丁内酯-I(ButyrolactoneI,BL-I)两种细胞周期依赖性激酶抑制剂对山羊卵母细胞减数分裂恢复的抑制作用,并研究了抑制对卵母细胞成熟、激活和发育的影响。结果表明:ROS和BL-I对山羊卵母细胞减数分裂恢复的抑制作用具有浓度依赖性;200μmol/LROS、100μmol/LBL-I、100μmol/LROS+6·25μmol/LBL-I和50μmol/LROS+25μmol/LBL-I都能有效抑制山羊卵母细胞减数分裂的恢复,24h的抑制率分别为78·4%、80·9%、80·3%和77·8%。用ROS和BL-I抑制24h后转为正常培养24h,各处理组卵母细胞的成熟率(分别为81·3%、81·9%、83·2%和85·2%)与对照组(83·0%)无显著差异;成熟卵母细胞的化学激活率分别为93·3%、96·2%、92·5%和90·5%,与对照组(97·8%)无显著差异。然而,抑制处理后卵母细胞的卵裂率和桑椹胚率降低,未能发育到囊胚。ROS和BL-I抑制山羊卵丘扩展,并且转为正常培养后卵丘不能再扩展。ROS和BL-I能够浓度依赖性地抑制山羊卵母细胞减数分裂,二者既可单独,又可降低浓度联合使用,但抑制山羊卵母细胞的浓度远高于牛和猪卵母细胞的;ROS和BL-I抑制24h不影响山羊卵母细胞的成熟和激活能力,但影响卵母细胞的卵丘扩展和胚胎发育能力。因此,山羊卵母细胞减数分裂调控可能比它动物更精细[动物学报52(2):342-348,2006]。     

抑制自噬促进冬凌草甲素诱导的多发性骨髓瘤细胞凋亡涉及胞内ROS产生

目的本实验主要研究冬凌草甲素诱导多发性骨髓瘤发生自噬、凋亡,两者之间的关系以及所涉及的相关机制。方法利用MTT比色法检测冬凌草甲素对多发性骨髓瘤RPMI8226细胞的增殖活性影响;透视电镜观察细胞内凋亡和自噬的形态学改变;TUNEL检测细胞凋亡;分别利用以下技术检测处理后的细胞内的自噬变化:使用QDs605nm-Anti-LC3荧光探针以及免疫荧光技术定位细胞胞内LC3Ⅰ和LC3Ⅱ蛋白,利用western blot免疫印记技术检测Beclin 1蛋白表达水平;利用DCFH-DA探针以及流式细胞术检测细胞胞内ROS水平。结果冬凌草甲素能明显抑制RPMI8226细胞增殖,其抑制作用呈时间、剂量依赖性;冬凌草甲素能同时诱发细胞凋亡、自噬和胞内ROS产生;NAC完全抑制胞内ROS产生后冬凌草甲素诱导的细胞凋亡消失;3-MA抑制自噬后,冬凌草甲素诱导的胞内ROS产生进一步增多,凋亡增多。结论冬凌草甲素能明显抑制RPMI8226细胞增殖;冬凌草甲素同时诱发细胞凋亡和自噬;胞内ROS产生介导冬凌草甲素诱导的凋亡;凋亡为细胞死亡的主要途径,而自噬通过下调胞内ROS产生抑制凋亡。     

ROS在植物激素信号转导中的作用（综述）

植物能感受外界环境信息的刺激,并通过复杂的信号转导体系调节植物特定基因的表达,引起相应的生理生化反应,以适应不断变化的环境条件.研究表明,活性氧作为第二信使参与了植物激素信号转导,本文对其在植物激素信号转导中的作用进行综述.     

水分胁迫积累的ABA诱导抗氧化防护系统的信号级联

水分胁迫是限制植物生长发育的主要胁迫因子之一。植物通过感受刺激,产生和传递信号、启动多种防御机制对水分胁迫做出响应和适应。脱落酸(ABA)作为一种重要的植物体内胁迫激素,参与了许多这样的反应。研究表明,ABA增强植物水分胁迫的忍耐力与ABA诱导的抗氧化剂防护系统有关;且细胞溶质Ca2 ([Ca2 ]i)、活性氧(ROS)等许多第二信使参与了ABA诱导的信号转导过程。本文就这些信号分子在水分胁迫积累的内源ABA诱导的抗氧化剂防护系统中的作用作一综述。     

THE ROLE OF REACTIVE OXYGEN SPECIES IN COPPER TOXICITY TO TWO FRESHWATER GREEN ALGAE1

The role of reactive oxygen species (ROS) in copper (Cu) toxicity to two freshwater green algal species, Pseudokirchneriella subcapitata (Korshikov) Hindák and Chlorella vulgaris Beij., was assessed to gain a better mechanistic understanding of this toxicity. Cu‐induced formation of ROS was investigated in the two algal species and linked to short‐term effects on photosynthetic activity and to long‐term effects on cell growth. A light‐ and time‐dependent increase in ROS concentrations was observed upon exposure to environmentally relevant Cu concentrations of 50 and 250 nM and was comparable in both algal species. However, effects of 250 nM Cu on photosynthesis were different, leading to a 12% reduction in photosynthetic activity in P. subcapitata, but not in C. vulgaris. These results indicate that differences in species‐specific sensitivities measured as photosynthetic activity were not caused by differences in the cellular ROS content of the algae, but probably by different species‐specific ROS defense systems. To investigate the role of ROS in Cu‐mediated inhibition of photosynthesis, the ROS scavenger N‐tert‐butyl‐α‐phenylnitrone (BPN) was used, resulting in a reduction of Cu‐induced ROS production up to control level and a complete restoration of photosynthetic activity of Cu‐exposed P. subcapitata. This finding implied that ROS play a primary role in Cu toxicity to algae. Furthermore, we observed a time‐dependent ROS release process across the plasma membrane. More than 90% of total ROS were determined to be extracellular in P. subcapitata, indicating an efficient method of cellular protection against oxidative stress.     

Effect of cadmium on physiological parameters of cereal and millet plants—A comparative study

Metal load is an abiotic stress that becomes stronger by continual industrial production, wastage, and long-range transport of contaminants. It deteriorates the conditions of agricultural soil that leads to lower growth of cereals as well as decreasing nutritional value of harvested grains. Cadmium (Cd) entry by food chain also affects the health of population. The present study is focused on finding out the superior cereal variety under increasing Cd regime. The plants were grown in increasing Cd levels (0–1000 µM) in the medium and were investigated on 15th day of the exposure. Various parameters like antioxidative enzymes and osmoprotectant levels were studied in both roots and shoots. Cd accumulation in plant organs was determined by atomic absorption spectrophotometry (AAS). Analysis of stress tolerance mechanisms through reactive oxygen species (ROS) scavenging and better partitioning of Cd in roots indicated kodo millet to be more stress tolerant than wheat.     

超氧化物歧化酶(SOD)研究进展

环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧,从而导致蛋白质、膜脂、DNA及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的酶类包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)等,其中研究最深入的是SOD。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量,从而获得抗逆转基因植株。