Cu胁迫对拟南芥幼苗错配修复基因表达的影响

采用半定量反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,以18S rRNA为内参基因,研究了Cu胁迫对拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗错配修复相关基因(MLH1、MSH2、MSH3、MSH6、MSH7)表达的影响,并结合幼苗的形态和生理指标,选取Cu胁迫敏感的生物标记物.结果表明,Cu处理10 d后,对拟南芥种子发芽率、地上部鲜重及叶绿素含量的影响不大;根的长度明显受到抑制;拟南芥幼苗地上部可溶性蛋白质含量随着Cu浓度增加明显降低;5个错配修复相关基因的表达均受到不同程度的抑制,Cu浓度与拟南芥幼苗上述指标之间存在明显的剂量-效应关系.以上结果表明,地上部可溶性蛋白含量变化与上述错配修复相关基因表达量的改变趋势一致,且均对Cu胁迫较敏感,可以作为检测Cu污染对植物遗传毒性效应的生物标记物.     

镉胁迫对拟南芥MLH1基因启动子甲基化的影响

采用重亚硫酸盐测序和结合重亚硫酸盐限制性分析技术研究了镉（Cd）胁迫对拟南芥幼苗错配修复基因MutL—homologue 1（MLH1）启动子甲基化的影响,并结合幼苗的形态和生理指标,筛选Cd胁迫敏感的生物标记物。结果表明：不同浓度（0、0．125、0．25、1．0、3．0mg·L^-1）Cd处理3d对幼苗叶片数、地上部鲜重、地上部叶绿素含量影响不大,根长和地上部可溶性蛋白质含量随Cd浓度的增加较对照显著降低（P〈0．05）,幼苗MLH1启动子甲基化水平随Cd浓度的增加较对照明显上升。以上结果表明,基因舰驯启动子甲基化的变化可作为检测Cd污染对植物遗传毒性效应潜在的、有用的生物标记物。     

镉胁迫对拟南芥幼苗基因组DNA多态性的影响

应用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,检测了镉(Cd)胁迫对拟南芥幼苗叶片DNA多态性的影响,并结合其形态和生理指标,选取Cd污染敏感的生物标记物.结果表明:0.125～3.0 mg·L-1Cd处理21 d后,拟南芥幼苗叶片的可溶性蛋白质含量随Cd浓度的增加呈倒U字型曲线变化,但其鲜重和叶绿素含量变化均不明显;12条寡核苷酸引物中,有5条引物扩增出稳定、特异的PCR产物;拟南芥幼苗叶片基因组的RAPD图谱中,对照组RAPD图谱中分辨出44条清晰的条带;Cd胁迫使拟南芥幼苗叶片基因组的RAPD图谱发生了改变,包括条带的增加、缺失和条带荧光强度的改变,且与Cd剂量相关.实验证明,Cd影响基因组模板的稳定性,即DNA多态性对Cd污染敏感,可以作为检测Cd污染及其相关生物学效应的潜在生物标记物.     

镉诱导拟南芥幼苗DNA损伤

采用随机扩增多态性DNA(random amplified polymorphic DNA,RAPD)标记技术,并结合幼苗的形态和生理指标,研究镉(Cd)胁迫对拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗基因组DNA损伤的影响.结果表明,不同浓度(0.25 ～5.0 mg·L-1)Cd处理24 d后,拟南芥幼苗根生长受到显著抑制,地上部分可溶性蛋白质含量呈先升高后降低的趋势,但对拟南芥幼苗叶片数、鲜重及叶绿素含量影响不大.选用12条寡核苷酸引物对拟南芥幼苗地上部分与根系基因组DNA进行PCR( polymerase chain reaction)扩增,发现处理组与对照组RAPD图谱之间存在明显差异,且与镉浓度之间存在剂量-效应关系.基因组模板的稳定性(genomic template stability,GTS)随着Cd浓度的增加而降低.3个处理组幼苗地上部分GTS分别为91％、89％和80％;相应根部GTS分别为71％、67％和60％.研究表明,利用RAPD技术获得的拟南芥DNA多态性变化可作为检测镉遗传毒性效应的生物标记物.比照其他几个指标,拟南芥幼苗根部RAPD谱带变化的敏感性更为优异,具有较好的应用前景.     

Pb、Cd单一及复合胁迫对花菖蒲幼苗生长及部分生理指标的影响

采用液体培养法研究了Pb、 Cd单一胁迫及Pb-Cd复合胁迫(500 mg·L-1Pb、 25 mg·L-1Cd、 500 mg·L-1Pb-25 mg·L-1Cd)对花菖蒲(Iris ensata Thunb. var. hortensis Makino et Nemoto)幼苗生长和部分生理指标的影响.结果显示,在500 mg·L-1Pb单一胁迫条件下,花菖蒲幼苗地上部分(叶片)和地下部分(包括根茎和根系)的干质量及耐性指数与对照差异不显著(P>0.05);而在25 mg·L-1Cd单一胁迫和500 mg·L-1Pb-25 mg·L-1Cd复合胁迫条件下,幼苗地上部分和地下部分的干质量及耐性指数显著下降(P<0.05), 其中耐性指数分别仅为0.86和0.79.在500 mg·L-1Pb单一胁迫条件下,叶片中的光合色素(包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量和地下部分的丙二醛(MDA)含量显著高于对照,地上部分的MDA含量显著低于对照,而过氧化物酶(POD)活性则与对照差异不显著;在25 mg·L-1Cd单一胁迫条件下,叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量显著低于对照,类胡萝卜素含量和地上部分的MDA含量以及地上部分和地下部分的POD活性均显著高于对照,而地下部分的MDA含量与对照差异不显著;在500 mg·L-1Pb-25 mg·L-1Cd复合胁迫条件下,叶片中的光合色素含量均显著低于对照,地上部分和地下部分的MDA含量和POD活性均显著高于对照,其中MDA含量分别是对照的1.7和2.7倍、POD活性分别是对照的2.5和3.4倍.研究结果表明,花菖蒲幼苗对500 mg·L-1Pb单一胁迫具有一定的耐受性;在复合胁迫条件下Pb和Cd具有协同作用,对花菖蒲幼苗的生长和代谢有显著的抑制作用.     

超表达AhNCED1拟南芥植株在渗透胁迫下抗氧化能力和抗旱相关下游基因表达变化

利用纯系超表达AhNCED1拟南芥植株,在添加300mmol·L-1山梨醇的MS培养基上胁迫培养,分析其表型及抗氧化能力。结果表明,在正常情况及300mmol·L-1山梨醇处理10d条件下,与129B08/nced3突变体和野生型比较,超表达AhNCED1植株生长状况好,主根长度增加,幼苗体内O2ˉ含量水平较低,POD和SOD酶活性较高。说明NCED1基因对于拟南芥体内抗氧化酶系统的维持有重要意义。用sqRT-PCR方法检测结果表明,野生型和超表达AhNCED1拟南芥植物体内KIN1、COR47和RAB18基因表达随脱水延长而明显增强,且在超表达AhNCED1拟南芥中增强幅度大。     

镉对金银花的毒物刺激效应

采用水培方法,研究不同浓度镉(Cd)(0、0.5、2.5、5、10和25 mg· L-1)胁迫下金银花的生长特征,分析低浓度Cd对金银花产生的毒物刺激效应.结果表明:低浓度Cd处理(≤5mg·L-1)对金银花最大根长、植株干质量以及叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均产生显著刺激效应,分别比对照增加13.6％、11.7％、14.0％、10.8％和54.5％;低浓度Cd(≤5mg·L-1)对叶片含水量表现出一定程度的促进作用,但影响不显著;当Cd浓度≥10mg·L-1,对金银花的生长表现出显著的抑制作用.当Cd浓度为25 mg·L-1时,金银花地上部Cd含量达到622.93 mg· kg-1,表明金银花对Cd具有较强的超富集能力.Cd对金银花产生毒物刺激效应的剂量范围为0.5 ～5 mg·L-1.     

拟南芥MLH1基因启动子甲基化作为镉胁迫生物标记物潜力评估

应用重亚硫酸盐测序技术,研究了镉(Cd)胁迫21 d后拟南芥幼苗错配修复基因Mut L-homologue1(MLH1)启动子甲基化的变化趋势。结果显示,拟南芥MLH1启动子区域为-346~+42(391 bp),含有71个胞嘧啶:16个Cp G、6个CHG(H为C、A或T)和49个CHH位点。对照植株Cp G、CHH和CHG位点的甲基化率分别为44.8%、40.5%和52.0%。随Cd胁迫浓度的增加,MLH1启动子区胞嘧啶位点发生超甲基化和去甲基化的位点数逐渐增加;这些位点的甲基化率均呈上升趋势,且均高于对照组(除CHG位点外)。MLH1启动子区域71个胞嘧啶中,Cp G6、Cp G9、CHH44和CHG4位点的甲基化多态性对Cd胁迫更敏感,且具有剂量-效应关系;其中0.25 mg·L-1Cd胁迫下,Cp G9位点为超甲基化,其甲基化变化率为20.0%,其他3个位点为去甲基化,其甲基化变化率分别为12.0%、20.0%和20.0%。相对于幼苗的其他生物学性状(叶片数、生物量及叶绿素含量),Cd胁迫下MLH1启动子甲基化变化更显著且敏感,上述4个胞嘧啶热点的甲基化多态性可作为检测Cd胁迫对植物遗传毒性效应潜在的、有效的生物标记物。     

镉胁迫对狭叶香蒲某些生理指标的影响

利用水培法研究了Cd胁迫对狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)某些生理指标的影响。结果表明,Cd浓度在0.4和1.0 mg.L-1时,狭叶香蒲的叶绿素含量呈上升趋势;Cd浓度高于1.0 mg.L-1时,叶绿素含量有所下降。当Cd浓度达1.5 mg.L-1时,狭叶香蒲的根系活力明显降低。随Cd浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性基本呈现低浓度时上升高浓度时下降的变化趋势;丙二醛(MDA)含量则呈上升趋势。     

镉胁迫对烟草愈伤组织抗氧化系统的影响

镉(Cd)是烟草(Nicotiana tabacum L.)生长的非必需元素,但容易在烟草体内残留,危害其生长发育。本实验设定0~50 mg·L-17个梯度浓度的Cd2+,以MS+1.0mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1NAA为基本培养基,诱导产生烟草叶片愈伤组织。待45 d愈伤组织丰富之后,每间隔3 d测定一次烟草愈伤组织内抗氧化系统相关酶活性、活性氧水平及丙二醛含量。结果表明:短期(45~51 d)Cd2+胁迫可导致烟草愈伤组织内活性氧水平升高,抗氧化酶系统活性增强,但长期(51~57 d)高浓度Cd2+胁迫导致抗氧化系统活性下降,膜质过氧化程度加重。     

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.