甜樱桃‘佐藤锦’果实生长发育过程AsA含量及其相关酶活性的变化

以黄肉甜樱桃品种‘佐藤锦’为材料,测定了其果实生长发育过程中抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量变化,及其相关代谢酶L-半乳糖脱氢酶(GalDH)、L-半乳糖-1-4-内酯酶(GalLDH)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化物酶(APX)的活性变化,分析它们在果实生长发育过程中对AsA积累所起的作用。结果表明:(1)‘佐藤锦’果实生长发育过程中总抗坏血酸(T-AsA)、还原型抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量均在花后0d最高,随后持续下降,而总谷胱甘肽(T-GSH)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量先升后降。(2)随着果实生长发育,AsA和DHA的单果积累量均持续增加,且在果实第二次快速生长期增幅最大;各相关代谢酶活性在甜樱桃果实生长发育过程中呈现出不同的变化趋势,其中GalLDH、MDHAR和DHAR的活性变化同AsA含量变化趋势基本一致。(3)相关性分析发现,GalLDH、MDHAR和DHAR的活性与AsA含量呈极显著正相关关系,说明它们是影响甜樱桃果实AsA含量的关键酶。     

不结球白菜维生素C积累与相关酶活性研究

对不结球白菜‘常州乌塌菜’、‘矮脚黄’和‘二青’生长过程中维生素C(AsA)含量和L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)、抗坏血酸氧化酶(AAO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性进行测定分析,结果显示,AsA含量的积累呈先升高后下降的模式,且‘常州乌塌菜’中的AsA含量显著高于‘矮脚黄’和‘二青’;GalLDH活性与AsA含量变化趋势基本一致,且3个品种中GalL-DH活性与AsA积累之间均呈极显著的正相关关系;AAO和APX活性的变化趋势则与AsA含量变化趋势相反,而‘常州乌塌菜’中AAO活性显著低于其它2个品种,但APX活性无显著差异;MDAR和DHAR的活性则主要表现在生长后期。结果表明,不结球白菜中AsA含量主要受GalLDH酶活性调节,同时AsA代谢酶AAO也对AsA积累起到了重要作用,而MDAR和DHAR酶活性对AsA积累的作用主要在生长后期。     

晚熟脐橙果实发育过程中抗坏血酸含量及相关酶活性的变化

以‘鲍威尔’脐橙为试材, 研究了果实发育期间果皮和果肉中抗坏血酸（AsA）含量及相关酶活性的变化。结果表明, 果皮中总抗坏血酸（T-AsA）和AsA含量显著高于果肉, 且在发育期间T-AsA和AsA的变化趋势一致; 果皮中L-半乳糖内酯脱氢酶（g·LLDH）活性与T-AsA和AsA积累速率的变化趋势基本一致, 呈显著正相关关系, 而在果肉中的变化趋势却不明显; 在发育过程各阶段中果皮的抗坏血酸氧化酶（AAO）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）活性均高于果肉; 相关性分析显示, 果皮中AsA含量积累主要取决于g·LLDH活性, 而果肉中AsA含量水平可能取决于AsA的再生循环系统。     

遮光对刺梨果实和叶片中维生素C与糖含量以及相关酶活性的影响

为探究光照强度减弱对不同发育期的刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)果实和叶片中维生素C与糖含量及相关酶活性的影响,以‘贵农5号’刺梨扦插苗为材料,采用遮阳网设置光强减弱20%、40%、60%的3个遮光处理,以自然光照强度为对照(CK),分析不同光照强度条件下刺梨果实和叶片中维生素C含量及相关酶活性以及糖含量的变化。结果表明：(1)光照强度减弱后,不同发育期的刺梨果实和叶片中维生素C含量均显著降低,对照及3个处理间的果实维生素C含量的差异在快速膨大期均达到显著水平。(2)随着光照强度的减弱,刺梨果实和叶片中L 半乳糖 1,4 内酯脱氢酶(GalLDH)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性均降低,而抗坏血酸氧化酶(AAO)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均增强,尤其是果实中MDHAR活性在快速膨大期迅速大幅增强。(3)刺梨果实和叶片中可溶性糖、蔗糖、葡萄糖、果糖含量随光照强度减弱而降低,但果实中葡萄糖含量在快速膨大期增加尤为迅速。(4)果实中维生素C含量与叶片中蔗糖、葡萄糖含量在不同发育期均呈极显著正相关关系,快速膨大期果实中GalLDH、MDHAR活性与维生素C含量呈极显著正相关关系且相关系数均达到最大值,而其APX活性与维生素C含量呈极显著负相关关系且相关系数达到最大值。研究认为,光照强度通过调控刺梨果实中维生素C合成及相关代谢关键酶的活性与叶片中光合产物的含量最终影响果实中维生素C的积累量;弱光环境不利于刺梨果实和叶片中维生素C及糖的积累,其影响在果实快速膨大期尤为明显;良好的光照是保证刺梨果实优良品质的基本条件。     

褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响

以‘津春4号’黄瓜幼苗为试材,采用叶面喷施的方法,研究了外源褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸代谢系统的影响.结果表明:高温胁迫后,黄瓜幼苗叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量明显增加;还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量持续下降,脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量逐渐升高,AsA/DHA和GSH/GSSG大幅下降;抗坏血酸过氧化物酶(APx)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显升高,并在12 h达到最大.外施褪黑素能有效抑制高温胁迫下黄瓜幼苗叶片H2O2和MDA的积累,提高抗氧化物质AsA和GSH含量及抗坏血酸代谢相关酶APx、MDHAR、DHAR和GR活性,从而增强对H2O2的清除能力,抑制活性氧的产生,维持细胞膜的稳定性,减轻高温对植株造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力.     

黑穗醋栗叶片衰老过程中抗坏血酸含量及相关酶活性的变化特征

该试验以3个不同黑穗醋栗品种‘亚德’(Adelinia)、‘布劳德’(Brodtrop)和‘黑丰’(Heifeng)为材料,分析黑穗醋栗8个不同发育时期叶片(幼叶到衰老叶)中的抗坏血酸(AsA)含量、合成与代谢相关酶活性,以明确叶片生长发育及自然衰老过程中AsA含量与代谢合成相关酶之间的关系,为寻找黑穗醋栗最佳叶片采摘时期、AsA含量调控及延缓叶片衰老进程研究奠定基础。结果表明:(1)不同品种黑穗醋栗叶片中AsA含量和AsA相关代谢物水平存在明显的多样性;在叶片生长发育过程中,叶片总抗环血酸(T-AsA)和AsA含量在3个品种中变化趋势一致,均在成熟期叶中达到最高,其中‘亚德’成熟期叶片中AsA含量最高(98.33μmol/g),之后随着叶片的衰老而迅速下降,在衰老后期降至34.57μmol/g。(2)在叶片生长发育进程中,L-半乳糖途径中的关键酶L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)活性变化与AsA含量变化趋势一致;AsA-GSH循环再生代谢中,脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性在展叶期最高,之后随着叶片的衰老而降至最低,这与AsA含量变化趋势相似,而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化与之正好相反;叶片H2O2含量则随着叶片的衰老逐渐增加,至衰老期达到最高。(3)GalLDH与T-AsA、AsA、氧化型抗坏血酸(DHA)、DHAR和MDHAR呈现极显著正相关关系,即叶片中GalLDH活性越高,叶片中AsA含量也越高;DHAR与T-AsA、AsA和DHA也存在极显著正相关关系。研究认为,黑穗醋栗叶片中AsA含量于成熟期达到最高,且品种间存在显著差异;GalLDH、DHAR可能是黑穗醋栗叶片AsA合成代谢的关键酶,可通过增强GalLDH和AsA-GSH循环系统相关酶活性来提高黑穗醋栗叶片中的AsA含量,进而延缓其衰老。     

外源NO对铜胁迫下番茄幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用营养液培养方法,研究外源NO对铜胁迫下番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗根系抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环中抗氧化物质和抗氧化酶系的影响.结果表明:外施适量NO(硝普钠)可提高铜胁迫下番茄幼苗根系AsA、GSH含量和AsA/DHA(氧化型抗坏血酸)、GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽),降低DHA和GSSG含量.添加100 μmol·L-1 BSO(谷胱甘肽合成酶抑制剂)处理下,外源NO可提高铜胁迫下番茄幼苗根系的AsA含量、AsA/DHA及抗坏血酸酶(AAO)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)比活性,降低DHA、GSH、GSSG含量及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)比活性;添加250 μmol·L-1 BSO处理下,外源NO提高了铜胁迫下番茄幼苗根系的AsA、GSH、GSSG含量、AsA/DHA及APX和GR比活性,降低了DHA含量及AAO、DHAR和MDHAR比活性.说明外源NO影响了铜胁迫下番茄根系的AsA-GSH代谢循环,并通过调节AsA/DHA、GSH/GSSG的变化来减轻氧化胁迫,从而缓解铜胁迫对番茄根系的伤害.     

外源NO对铜胁迫下番茄幼苗根系抗坏血酸谷胱甘肽循环的影响

采用营养液培养方法,研究外源NO对铜胁迫下番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗根系抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环中抗氧化物质和抗氧化酶系的影响.结果表明：外施适量NO(硝普钠)可提高铜胁迫下番茄幼苗根系AsA、GSH含量和AsA/DHA(氧化型抗坏血酸)、GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽),降低DHA和GSSG含量.添加100 μmol·L^-1 BSO(谷胱甘肽合成酶抑制剂)处理下,外源NO可提高铜胁迫下番茄幼苗根系的AsA含量、AsA/DHA及抗坏血酸酶(AAO)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)比活性,降低DHA、GSH、GSSG含量及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)比活性;添加250 μmol·L^-1 BSO处理下,外源NO提高了铜胁迫下番茄幼苗根系的AsA、GSH、GSSG含量、AsA/DHA及APX和GR比活性,降低了DHA含量及AAO、DHAR和MDHAR比活性.说明外源NO影响了铜胁迫下番茄根系的AsA-GSH代谢循环,并通过调节AsA/DHA、GSH/GSSG的变化来减轻氧化胁迫,从而缓解铜胁迫对番茄根系的伤害.     

海藻酸铈配合物对毒死蜱胁迫下菠菜叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以菠菜(Spinacia oleracea L.)为材料,研究了毒死蜱胁迫下海藻酸铈配合物对菠菜叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响。结果表明,在毒死蜱胁迫下,菠菜叶片中H2O2积累量比对照明显增加,非酶促抗氧化物质-抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量明显降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)的活性明显升高。在毒死蜱胁迫下,喷施不同浓度的海藻酸铈配合物使菠菜叶片中的H2O2积累量减少,AsA和GSH含量升高,APX、GR、DHAR和MDAR等抗氧化酶活性也有所提高,缓解了毒死蜱胁迫。试验表明,适宜浓度的海藻酸铈配合物处理可使菠菜叶片对毒死蜱胁迫有一定的缓解作用。     

不同抗性苹果砧木叶片抗坏血酸代谢对干旱胁迫的响应

以抗旱性强的苹果砧木新疆野苹果[Malus sieversii (Ledeb.) Roem.]和抗旱性弱的平邑甜茶[M.hupehensis (Panlp.) Reld.]叶片为试材,在20%PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,研究了抗坏血酸(AsA)含量、氧化还原状态、合成和代谢相关酶活性对干旱胁迫的响应。结果显示,在正常水分条件下,新疆野苹果和平邑甜茶叶片间AsA含量及代谢相关酶活性差异不显著。干旱胁迫过程中,二者之间叶片AsA、谷胱甘肽(GSH)、总谷胱甘肽和总抗坏血酸含量变化趋势基本一致,但新疆野苹果叶片中的含量增加幅度明显大于平邑甜茶;且与平邑甜茶相比,新疆野苹果叶片具有较高的L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性及AsA/DHA(脱氢抗坏酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比率。研究表明,干旱胁迫下,新疆野苹果能够维持较高的AsA合成和再生能力,并具有维持高AsA水平特性,这可能与其具有较强的抗旱性相关。     

温度胁迫对马铃薯叶片抗坏血酸代谢系统的影响

采用盆栽试验,研究了高温（40 ℃）和低温（5 ℃）胁迫下,马铃薯叶片抗坏血酸（AsA）含量、L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶（GalLDH）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）基因表达与相应酶活性,以及抗坏血酸过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性及H₂O₂和丙二醛（MDA）含量的变化规律,探讨温度胁迫对AsA代谢系统的影响.结果表明：40 ℃下,AsA含量快速增加,在6 h达到最高值,最高值比对照增加43.7％,而后急速减少;5 ℃下,在9 h达到最高值,最高值比对照增加27.7％,而后也开始减少.GalLDH、DHAR、APX、MDHAR和GR活性在40 ℃和5 ℃下均呈先升后降的变化趋势;GalLDH和DHAR基因表达与其酶活性的变化趋势一致.温度胁迫下,H₂O₂和MDA含量均显著增加.说明在温度胁迫初期,马铃薯叶片以AsA为核心的抗氧化系统对抵御高温和低温胁迫发挥了重要作用,但是随着胁迫时间的延长,AsA代谢系统的抗氧化功能逐渐降低.     

Overexpression of dehydroascorbate reductase, but not monodehydroascorbate reductase, confers tolerance to aluminum stress in transgenic tobacco

Aluminum (Al) inhibits plant growth partly by causing oxidative damage that is promoted by reactive oxygen species and can be prevented by improving antioxidant capacity. Ascorbic acid (AsA), the most abundant antioxidant in plants, is regenerated by the action of monodehydroascorbate reductase (MDAR) and dehydroascorbate reductase (DHAR). We investigated the role of MDAR and DHAR in AsA regeneration during Al stress using transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) plants overexpressing Arabidopsis cytosolic MDAR (MDAR-OX) or DHAR (DHAR-OX). DHAR-OX plants showed better root growth than wild-type (SR-1) plants after exposure to Al for 2 weeks, but MDAR-OX plants did not. There was no difference in Al distribution and accumulation in the root tips among SR-1, DHAR-OX, and MDAR-OX plants after Al treatment for 24 h. However, DHAR-OX plants showed lower hydrogen peroxide content, less lipid peroxidation and lower level of oxidative DNA damage than SR-1 plants, whereas MDAR-OX plants showed the same extent of damage as SR-1 plants. Compared with SR-1 plants, DHAR-OX plants consistently maintained a higher AsA level both with and without Al exposure, while MDAR-OX plants maintained a higher AsA level only without Al exposure. Also, DHAR-OX plants maintained higher APX activity under Al stress. The higher AsA level and APX activity in DHAR-OX plants contributed to their higher antioxidant capacity and higher tolerance to Al stress. These findings show that the overexpression of DHAR, but not of MDAR, confers Al tolerance, and that maintenance of a high AsA level is important to Al tolerance.     

柑橘果实遮光处理对发育中的果实光合产物分配、糖代谢与积累的影响

研究了柑橘果实膨大初期遮光处理对果皮色素、果实含糖量、光合产物在果实内的分配及果实中蔗糖代谢相关酶活力变化的影响.结果表明遮光处理使果皮中的叶绿素含量迅速降低而类胡萝卜素积累缓慢,蔗糖的相对含量则明显上升.遮光处理还促进了光合产物向果皮运输,相应地降低了汁囊中光合产物分配比率,使果实汁囊中蔗糖含量下降.果皮中SS、SPS和转化酶活力在遮光处理后均有较大的提高,而汁囊中则差异不大.上述结果表明,在果实自身光合作用被抑制的条件下,果皮是通过提高酶活力来增强库强度,从而使其在与汁囊竞争中获得更多的光合产物,造成汁囊含糖量下降.