过量表达拟南芥AtGCS可以提高E.coli的重金属耐受性及富集能力(英文)北大核心CSCD

谷胱甘肽(GSH)是一类在生物体内广泛存在,并且是十分重要的重金属毒害保护剂之一。本研究将编码拟南芥γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因AtGCS(GSH合成的关键酶之一)转化到大肠杆菌(BL21)中,通过IPTG诱导过量表达TrxA-AtGCS融合蛋白来分析AtGCS在提高大肠杆菌重金属耐受性方面的作用。过量表达TrxA的大肠杆菌被用作对照。研究结果表明,在1 mmol.L-1Cd2+、Zn2+或Cu2+重金属胁迫下,过量表达TrxA-AtGCS的大肠杆菌细胞的生长状态要明显优于表达TrxA的对照细胞。同时,过量表达TrxA-AtGCS的大肠杆菌表现出超出对照细胞5倍以上的Cd2+、Zn2+和Cu2+累积量和4倍以上的GSH含量,其中,高于对照10倍的Cd2+富集量尤为明显。因而可以得出结论,拟南芥AtGCS的大量表达大大提升了大肠杆菌的谷胱甘肽含量,从而使GSH可以直接或间接地富集更多的重金属离子,进而提高了大肠杆菌对重金属逆境的抗性。     

重金属对油菜种子萌发和胚根生长的影响

分析了Hg2 、Cd2 、Ni2 、Co2 、Zn2 5种重金属离子对油菜种子萌发和胚根伸长的影响,以及金属离子K 、Mg2 和Ca2 与重金属的交互作用。结果表明:(1)重金属对油菜种子萌发的抑制作用依次为Hg2 >Cd2 和Co2 >Ni2 >Zn2 ,而对胚根生长的毒害作用依次为Hg2 >Cd2 >Co2 >Ni2 >Zn2 。(2)萌发率为40%以上时,K 和Ca2 可以提高Ni2 、Zn2 和Co2 胁迫下油菜种子的萌发率,却进一步降低了Hg2 、Cd2 胁迫下种子的萌发;Mg2 可以提高Ni2 、Zn2 、Cd2 和Co2 胁迫下种子的萌发率,但对Hg2 毒害却没有缓解。(3)胚根伸长率达到60%以上时,K 和Mg2 增强了Ni2 、Hg2 、Cd2 和Co2 对胚根生长的抑制,而Ca2 则缓解了Zn2 、Ni2 和Co2 对胚根生长的抑制作用。研究结果对于重金属复合污染土壤中植物种子的萌发和定植具有理论和实践意义。     

外源γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响

以甜瓜品种‘西域一号’幼苗为材料,采用营养液水培方法,设置正常通气(对照)、正常通气+GABA(5mmol.L-1)、低氧胁迫、低氧胁迫+GABA(5mmol.L-1)4个处理,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)对正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响。结果表明:与正常通气处理相比,低氧胁迫处理导致甜瓜幼苗体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量显著增加,同时SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和抗氧化物质AsA、GSH含量显著提高。低氧胁迫下外源GABA能显著提高甜瓜幼苗叶片SOD、CAT、APX、GR等酶活性和AsA、GSH含量,降低了植株体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量;而正常通气条件下添加外源GABA处理对甜瓜幼苗活性氧代谢的影响较小,仅CAT、GR活性和AsA、GSH含量显著提高,而H2O2、MDA含量显著降低。结果证明,添加外源GABA可以通过显著提高低氧胁迫下抗氧化酶活性和抗氧化物质含量来降低甜瓜幼苗活性氧积累,维持其细胞膜结构稳定性,从而有效减轻低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害。     

Cd胁迫对紫花苜蓿种子发芽及幼苗生理生化特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.‘Gannong 3’)品种为试验材料,研究不同浓度Cd胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果显示:(1)Cd胁迫显著抑制紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长,种子发芽势、发芽率及幼苗的胚芽长、胚根长和干重均随着Cd处理浓度提高显著降低,且对发芽势的抑制作用大于发芽率,对胚根生长的抑制作用大于胚芽。(2)Cd胁迫第4d时,萌发种子中蛋白水解酶的活性受到显著抑制,可溶性蛋白和可溶性糖含量显著降低。(3)Cd胁迫第10d时,随着Cd胁迫浓度的增加,苜蓿幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)活性均先升高后降低,过氧化氢酶(CAT)活性持续下降,超氧阴离子自由基产生速率、H2O2含量和丙二醛(MDA)含量均显著增加。研究表明,低浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统清除活性氧的能力上升,高浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统活性下降,膜脂过氧化程度加剧,活性氧的过量积累是Cd伤害苜蓿幼苗和其生物量下降的主要原因。     

发状念珠蓝细菌细胞对Cu2+、Cr2+和Pb2+胁迫的响应

[目的] 对发状念珠蓝细菌细胞进行重金属离子Cu2+(CuSO4)、Cr2+(CrCl2)和Pb2+(PbCl2)胁迫,探讨发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[方法] 25℃,80 μmol/(m·s)光照下,BG11培养液培养发状念珠蓝细菌,利用不同浓度(0、0.1、1.0、10、100 mg/L) Cu2+、Cr2+和pb2+胁迫发状念珠蓝细菌细胞,测定其质膜透性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及海藻糖含量,分析发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[结果] 在Cu2、Cr2和pb2胁迫下,发状念珠蓝细菌细胞的外渗率和丙二醛(malondialdehyde)含量随着重金属离子浓度的升高而升高,相对渗透率和膜脂过氧化水平的变化趋势一致.超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)活性随重金属离子浓度的升高先升后降,脯氨酸含量随着重金属离子处理浓度的升高,呈先降后升的趋势,可溶性糖含量随浓度的增大而减少.[结论] 低浓度的重金属离子可以诱导发状念珠蓝细菌细胞产生结构和生理的应激响应,高浓度会导致发状念珠蓝细菌细胞膜结构和功能的严重损害.     

外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生理指标的影响

以‘郑麦-004’小麦幼苗为供试材料,采用Hoagland营养液培养方法,通过添加H2O2的清除剂过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸(ASA),研究0.05μmol/L外源H2O2处理对150mmol/L NaCl胁迫下小麦幼苗生长和抗氧化系统活性的影响,探讨低浓度外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗伤害的防护作用及其生理机制。结果显示:外源H2O2能缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,降低丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2.-)的产生速率,使小麦幼苗的株高、根长和干重均显著增加,并能提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、CAT、抗坏血酸氧化酶(APX)等保护酶活性和抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)的含量;而H2O2清除剂(CAT和AsA)能够逆转外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生长的促进作用。研究表明,低浓度外源H2O2处理能促进小麦幼苗中的酶类和非酶类抗氧化剂的产生,减少脂质过氧化物的含量,提高小麦幼苗的耐盐性。     

燕麦幼苗对盐胁迫的响应及过氧化氢对响应的调节

为了探讨‘定莜6号’燕麦对盐胁迫的生理生化响应及H2O2的调节作用,采用水培方法,研究外源H2O2对盐胁迫下燕麦活性氧代谢、渗透溶质积累和Na+、K+平衡的影响。结果表明:小于100 mmol·L-1Na Cl未对‘定莜6号’幼苗的生长造成明显影响,150 mmol·L-1及以上浓度Na Cl使幼苗干重和叶片K+/Na+显著降低,O2-·产生速率、H2O2、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)、质膜H+-ATP酶活性明显提高,但抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量变化不大;外施5μmol·L-1H2O2可显著缓解150 mmol·L-1Na Cl胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,使燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和CAT活性及H2O2、GSH含量明显提高,O2-·产生速率和MDA含量显著降低;5μmol·L-1H2O2还提高了150 mmol·L-1Na Cl胁迫下燕麦叶片可溶性蛋白质、可溶性糖、有机酸和脯氨酸含量及质膜H+-ATP酶活性和K+/Na+,降低了游离氨基酸含量;表明外源H2O2可调控燕麦幼苗活性氧代谢和渗透溶质积累,维持K+、Na+平衡,从而增强耐盐性。     

重金属对芝麻种子萌发及幼苗生长的影响

采用培养皿滤纸发芽法研究镉(Cd2+)、镍(Ni2+)、铬(Cr6+)、汞(Hg2+)、铅(Pb2+)等5种重金属离子对芝麻Sesamum indicum种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,重金属离子胁迫对芝麻种子露白萌发影响较小,对胚根生长影响最大;随着重金属离子浓度增加,芝麻幼苗芽长、根长和鲜重减小;在Cd2+、Ni2+和Cr6+浓度20 mg·L-1,Hg2+浓度50 mg·L-1,Pb2+浓度100 mg·L-1时,芝麻种子萌发后胚根基本不生长,难以成苗,这些浓度可视为对应重金属离子对芝麻种子萌发毒害的致死浓度。综合比较,5种重金属离子对芝麻种子萌发及芽期幼苗生长的毒害程度依次为Ni2+ > Cr6+ > Cd2+ > Hg2+ > Pb2+。     

外源24-表油菜素内酯对高温胁迫下茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响

本文研究了高温胁迫下外源24-表油菜素内酯（EBR）对茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响。结果表明,外源EBR处理显著促进了高温胁迫下茄子幼苗生长,提高了SOD、POD、CAT和APXS活性,AsA和GSH含量及可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低了MDA、O2^-及H2O含量。表明,外源EBR处理通过促进高温胁迫下茄子幼苗抗氧化酶活性、抗氧化剂含量及渗透调节物质的提高,降低ROS水平,缓解高温胁迫对茄子幼苗生长的抑制作用,增强植株抗高温胁迫的能力。     

一氧化氮(NO)对镉胁迫下小麦幼苗氧化损伤的影响

为探讨一氧化氮(NO)对重金属镉胁迫后小麦幼苗氧化损伤的影响。采用营养液水培法,以"晋麦8号"为材料,一氧化氮供体硝普钠(SNP),NO清除剂牛血红蛋白(Hb)及SNP类似物亚铁氰化钠(SF)分别处理小麦幼苗,研究NO在镉(Cd)胁迫下对小麦幼苗抗氧化系统的影响。结果显示,SNP处理可以缓解镉胁迫对幼苗生长抑制,显著增加可溶性蛋白、叶绿素和GSH含量,减少丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)的含量,并降低超氧阴离子(O2·-)产生速率、可溶性糖和脯氨酸的积累。而NO清除剂牛血红蛋白(Hb)处理使镉胁迫对小麦幼苗的毒害增强,SNP类似物亚铁氰化钠(SF)处理则没有缓解效应;进一步实验发现,SNP降低了镉胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化相关酶的活性,减轻了镉胁迫的氧化损伤。NO可以通过调节抗氧化酶系统来缓解Cd对植物的毒害。     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.