过氧化氢参与了黑暗诱导的盐地碱蓬叶片甜菜红素积累

该文比较研究了黑暗和光照条件下C₃盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)叶片甜菜红素积累和H₂O₂含量及其抗氧化酶活性的关系,实验分析了甜菜红素体外抗氧化性能,以期揭示诱导盐地碱蓬甜菜红素积累的可能机制以及甜菜红素积累的生理生态意义。结果表明:暗期处理和营养液中加入一定浓度的H₂O₂都明显促进盐地碱蓬叶片H₂O₂含量、甜菜红素的含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,而且叶片中 H₂O₂含量与甜菜红含量、SOD和CAT活性具有正相关性;盐地碱蓬甜菜红素体外清除羟自由基的能力明显强于维生素C,而清除超氧阴离子能力低于维生素C。这些结果表明:黑暗作为一种环境胁迫因子诱导盐地碱蓬叶片甜菜红素的积累可能是由自由基介导的,甜菜红素的积累可能与提高植物的抗氧化能力有关。     

盐地碱蓬甜菜红素苷的鉴定及环境因素对其积累的影响

以C3盐生植物盐地碱蓬（Suaeda salsa）为材料研究了体内红色素的理化性质、随发育时期的变化及光照、温度、盐分对红色素积累的影响。结果表明：该红色素溶于水而不溶于有机溶剂,光抑制其积累,在酸性条件下稳定,为红色,在碱性条件下不稳定,为黄色,最大吸收峰为538nm。根据这些特性,初步确定该类红色素为甜菜红素苷（betacyanin）。黑暗、低温、高盐环境有利于盐地碱蓬甜菜红素苷的积累,其中萌发期黑暗是诱导甜菜红素苷积累的重要因子。     

盐地碱蓬过氧化氢酶基因的克隆及盐胁迫下的表达分析

过氧化氢酶是清除H2O2的重要酶类,从400mmol/LNaCl处理的盐地碱蓬（Suaeda salsa(L.)Pall)地上部分的cDNA文库中克隆了两个编码过氧化氢酶的cDNA(Sscat1和Sscat2)。其中Sscatl(1.7kb)是一个全长cDNA克隆,编码一个492个氨基酸的开放阅读框架。而Sscat2(1.1kb)是一个cDNA片段。据编码Sscatl3′端的287个氨基酸的cDNA序列与Sscat2的cDNA序列进行的BLAST同源性分析表明,Sscat1和Sscat2在核苷酸水平的一致性则为一个单拷贝基因。Northern杂交结果表明在盐胁迫条件下Sscat1和Sscat2的表达存在差异;400mmol/LNaCl处理48h的盐地碱蓬根中的Sscat1和Sscat2mRNA水平比对照显著提高,但是在叶中仅Sscat1受盐诱导表达,不同盐处理时间下的表达分析也证实。在盐地碱蓬叶中仅Sscat1受盐诱导表达。这说明Sscat1和Sscat2在盐地碱蓬中是差异调控的,生理分析表明过氧化氢酶的活性在盐胁迫条件下显著提高。     

盐地碱蓬过氧化氢酶基因的克隆及盐胁迫下的表达分析

过氧化氢酶是清除H2O2的重要酶类.从400 mmol/L NaCl处理的盐地碱蓬(Suaeda salsa(L.)Pall)地上部分的cDNA文库中克隆了两个编码过氧化氢酶的cDNA(Sscat1和Sscat2),其中Sscat1(1.7kb)是一个全长cDNA克隆,编码一个492个氨基酸的开放阅读框架,而Sscat2(1.1kb)是一个cDNA片段.据编码Sscat1 3＇端的287个氨基酸的cDNA序列与Sscat2的cDNA序列进行的BLAST同源性分析表明,Sscat1和Sscat2在核苷酸水平的一致性为71.9%,在氨基酸水平上的一致性为75%.Southem杂交表明,Sscat1在盐地碱蓬基因组中为多拷贝基因,Sscat2则为一个单拷贝基因.Northern杂交结果表明在盐胁迫条件下Sscat1和Sscat2的表达存在差异:400 mmol/L NaCl处理48h的盐地碱蓬根中的Sscat1和Sscat2 mRNA水平比对照显著提高,但是在叶中仅Sscatl受盐诱导表达.不同盐处理时间下的表达分析也证实,在盐地碱蓬叶中仅Sscat1受盐诱导表达.这说明Sscat1和Sscat2在盐地碱蓬中是差异调控的.生理分析表明过氧化氢酶的活性在盐胁迫条件下显著提高.     

NaCl胁迫对2种表型盐地碱蓬种子萌发的渗透效应和离子效应研究

采用高低2个浓度的NaCl、LiCl及等渗甘露醇溶液处理紫红色表型(紫色型)和绿色表型(绿色型)盐地碱蓬种子,通过测定它们的种子萌发率、吸胀速率和胚内离子含量,研究NaCl胁迫对2种表型种子萌发的离子效应和渗透效应.结果表明:(1)2种表型盐地碱蓬种子萌发率在高浓度(300 mmol/L)和低浓度(100 mmol/L)NaCl处理下均显著降低,紫色型种子萌发率在低浓度下显著低于绿色型,而在高浓度下却显著高于绿色型;绿色型种子萌发率在高浓度(30 mmol/L)和低浓度(10 mmol/L)LiCl处理下均未受到显著影响,但紫色型种子萌发率却均极显著降低;2种表型盐地碱蓬种子萌发率在低浓度等渗甘露醇处理下均极显著低于低浓度NaCl处理,而高浓度等渗甘露醇处理却均与高浓度NaCl处理无显著差异.(2)2表型种盐地碱蓬种子的吸胀速率在低浓度NaCl处理下没有受到显著影响,但高浓度NaCl处理及与之等渗的高浓度甘露醇处理下都显著降低,而且紫色型种子的吸胀速率在等渗甘露醇处理时显著高于绿色型.(3)2种表型盐地碱蓬种子胚中的Na 含量和Na /K 在对照和低浓度NaCl处理下无显著差异,但紫色型种子胚中的Na 、K 含量在高浓度NaCl处理时都显著高于对照,且K 含量增加的幅度远大于Na 含量,导致紫色型种子胚中的Na /K 显著低于绿色型.研究发现,盐地碱蓬种子萌发在低浓度NaCl胁迫下主要受离子效应抑制,而高浓度NaCl胁迫下则主要受渗透效应抑制,紫色型种子萌发率在高浓度NaCl胁迫下高于绿色型的原因之一是前者能维持更低的Na /K 比.     

盐生植物盐地碱蓬酪氨酸酶的酶学特性

酪氨酸酶是植物甜菜素生物合成的限速酶,但是,其酶学特性尚不了解。以黑暗培养3d的盐地碱蓬幼苗为材料,采用NaF抽提、饱和硫酸铵沉淀法提取盐地碱蓬中的酪氨酸酶,以研究其酶学特性。结果表明,酪氨酸酶氧化活性的最适温度为35℃,最适pH值为6.6,最适条件下Km=1.09mmol·L-1,Vmax=71.43μmol·g-1（FW）·min-1;酪氨酸酶羟化活性的最适温度为40℃,最适pH值为6.6,最适条件下Km=3.16mmol·L-1,Vmax=0.645μmol·g-1（FW）·min-1。Na2S2O3是盐地碱蓬酪氨酸酶的强效抑制剂,0.05mol·L-1Na2S2O3几乎完全抑制酪氨酸酶氧化及羟化活性。而0.01mmol·L-1的Cu2＋可以显著激活酪氨酸酶的氧化及羟化活性,分别为对照的126%和128.2%。这些结果表明盐地碱蓬中酪氨酸酶的羟化活性是影响甜菜红素合成速率的关键,也为深入研究盐地碱蓬酪氨酸酶在甜菜素合成中的作用及其与环境之间的关系奠定了基础。     

真盐生植物盐地碱蓬根系边缘细胞在耐盐中的作用初探

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬种子生成的幼苗为材料,研究了NaCl胁迫对盐地碱蓬生长与根系边缘细胞的影响。盐地碱蓬的第一个边缘细胞几乎与根尖同步产生,当根长达到13mm时,边缘细胞数目达到最大值。NaCl胁迫抑制边缘细胞的活性,但低浓度的NaCl处理增加边缘细胞的数目。低浓度NaCl处理时果胶甲基酯酶（PME）的活性比对照有明显增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性随着NaCl浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,低浓度NaCl可以增加盐地碱蓬根内过氧化氢酶（CAT）的活性,NaCl处理时间和处理浓度都对过氧化物酶（POD）活性的影响不明显。这些结果表明,盐地碱蓬至少部分通过增加调控活性氧（ROS）水平增加PME活性及根系边缘细胞数目来抵抗NaCl胁迫。     

盐胁迫对不同生境盐地碱蓬光合及离子积累的影响

为了探讨盐地碱蓬(Suaeda salsa)适应不同生境的生理机制, 研究了盐处理(1、200和600 mmol·L^-1 NaCl)对盐碱地和潮间带两种生境盐地碱蓬地上部分及根系有机干重、叶片叶绿素含量及光合放氧速率、叶片和根中离子积累的影响。结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl对两种生境盐地碱蓬地上部分及根系的有机干重无显著影响, 说明两种生境盐地碱蓬均具有较强的抗盐性; NaCl处理显著降低了两种生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率; 各浓度NaCl处理下, 盐碱地生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率均高于潮间带生境的, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中叶绿素a与叶绿素b的比值均高于盐碱地生境的; 各浓度NaCl处理下, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中的Cl^-含量均低于盐碱地生境的; 与叶片中情况相反, 高盐处理下, 潮间带生境盐地碱蓬根中的Cl^-含量均高于盐碱地生境的。说明与盐碱地生境盐地碱蓬相比, 潮间带生境盐地碱蓬的根系可能对Cl^-具有较强的积累或限制其向地上部分运输的能力, 这些特征可能是盐地碱蓬适应不同生境的结果。     

辽宁碱蓬红、绿两种表型植株生长量比较及营养成分分析

目的:比较分析辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis Kitag)红、绿两种表型植株的生长量及营养含量,为盐地生态修复及其作物化栽培、选种和育种提供理论依据。方法:调查了辽宁碱蓬两种表型植株的物候期及生长量,采用原子光谱法、分光光度法及液相色谱法等,测定了辽宁碱蓬两种表型植株的多项营养指标。结果:辽宁碱蓬绿色表型植株比红色的生长量大,二者比较差异显著。辽宁碱蓬绿色表型植株的粗蛋白、粗纤维、总糖和叶绿素a含量比红色表型植株的分别高出185%、94%、104%和470%,锰、镁、锌和铁含量分别高出19%、47%、20%和13%。而红色表型植株的粗脂肪比绿色表型植株的高出23%,铜、镍和铬的含量高出7%、115%和28%。比较上述营养指标,二者差异均显著;绿色表型植株的大部分氨基酸含量(蛋氨酸和色氨酸除外)、氨基酸总量及必需氨基酸含量均显著地高于红色表型植株的含量。结论:辽宁碱蓬绿色表型植株比红色表型植株生长量大且营养含量高。     

NaCl胁迫下外源NO供体硝普钠（SNP）对盐地碱蓬种子萌发的影响

用添加与不添加0．1mm01．L^-1NO供体硝普钠（sNP）的800mmol．L^-1NaCl溶液处理盐地碱蓬种子后,800mmol·L^-1NaCl处理下盐地碱蓬种子的萌发率、含水量和吸水速率显著增加,胚中脯氨酸的含量降低,但对Na^＋、K^＋和可溶性糖含量无显著影响。表明0．1mmol．L^-1SNP缓解800mmol．L^-1NaCl对盐地碱蓬种子萌发抑制的主要原因是盐地碱蓬种子含水量的提高,从而缓解了盐的渗透胁迫。