过量表达拟南芥CAT提高烟草对气体甲醛的吸收和抗性

为提高植物对甲醛的吸收和耐受,利用拟南芥CAT的编码区构建植物过表达载体pk2-Prbc S-*T-CAT,在野生型(WT)烟草叶绿体中过量表达CAT产生2个表达量不同的转基因株系(C1、C3)。用10ppm、20ppm和40ppm气体甲醛处理WT和转基因烟草,分析过量表达CAT的转基因烟草对甲醛的吸收效率和耐受性。结果表明,转基因烟草对气体甲醛的吸收量明显高于WT,且随着处理浓度的升高,转基因株系叶片的可溶性总糖、总蛋白质和总叶绿素含量都显著高于WT;转基因株系叶片氧化损伤指标H202、丙二醛(MDA)和羰基化蛋白(PC)的含量都显著低于野生型。转基因烟草(C1)的PM H+-ATPase和氢泵活性在40ppm处理后为WT的3倍和2.5倍,C1的气孔导度为WT的2.67倍。这些结果表明,在烟草中过量表达拟南芥CAT能降低甲醛进入烟草细胞引起的氧化损伤,提高烟草对甲醛的脱毒能力,增强烟草对甲醛的吸收和抗性。揭示气体甲醛胁迫时质膜H+-ATPase和氢泵活性影响叶片气孔的导度,这可能是转基因烟草甲醛吸收效率提高的原因之一。     

黑大豆根系对溶液甲醛的吸收及其代谢产物分析

本研究考查在2、4和6 mmol·L~(-1)甲醛(HCHO)溶液中处理的‘丹波’黑大豆(Glycine max cv.Tamba)根系对HCHO的吸收与代谢产物。结果表明,在48 h处理期内根系对HCHO的吸收与时间的关系为指数函数。活体根系吸收HCHO对其去除的贡献率分别为30.1%、26.7%和23.0%,显著大于死根系对HCHO的吸附作用,这一结果表明活体根中发生了HCHO代谢作用。碳-13核磁共振(~(13)C-NMR)分析表明,根系吸收的H~(13)CHO首先被氧化为H~(13)COOH;在H~(13)CHO处理0~4 h期间,H~(13)COOH被同化为草酸、甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和丝氨酸,在4~48 h期间,这些有机酸被转化为苹果酸、柠檬酸、异柠檬酸和葡萄糖。4和6 mmol·L~(-1) H~(13)CHO处理2 h的根系中代谢产物种类与2 mmol·L~(-1)处理的相似,但每种代谢产物产量显著提高。