胞外ATP对AlCl3诱导的细胞死亡过程中胞内H2O2和Ca2+水平的影响及其生理机制分析

该实验以烟草悬浮细胞 BY 2 为材料,在烟草悬浮细胞中分别加入0.05、0.10、0.15、0.20 mmol·L^-1AlCl₃,以等体积去离子水处理的悬浮细胞液为对照,并依据前述实验结果选择0.15 mmol·L^-1 AlCl₃,分别添加5 mmol·L^-1 DMTU(H₂O₂ 抑制剂)、20 μmol·L^-1CaCl₂、15 μmol·L^-1 LaCl₃(Ca²⁺通道抑制剂)和50 μmol·L^-1 ATP设计多项处理,分析胞外ATP(eATP)对铝离子(Al³⁺)胁迫引起的植物细胞死亡及其胞内H₂O₂、Ca²⁺的影响,以揭示Al³⁺胁迫下植物调节细胞死亡的可能机制,进一步扩展对eATP功能的认知。结果显示：(1)随着 AlCl₃ 胁迫浓度的提高,细胞死亡水平和胞内H₂O₂水平上升,而胞内Ca²⁺和eATP水平则逐渐降低。(2)外援施加H₂O₂抑制剂 DMTU(二甲基硫脲)和Ca²⁺能够有效缓解AlCl₃诱导的细胞死亡水平的上升;而Ca²⁺通道抑制剂LaCl₃(三氯化镧)则加剧了AlCl₃胁迫下的细胞死亡。(3)在AlCl₃胁迫下对细胞添加外源ATP,能够缓解AlCl₃胁迫下胞内H₂O₂水平上升和Ca²⁺水平下降的同时,并显著降低AlCl₃胁迫导致的细胞死亡。研究表明, Al³⁺以剂量依赖的模式提升细胞死亡和细胞内H₂O₂的水平并降低胞内Ca²⁺和eATP水平,AlCl₃诱导的细胞死亡受到H₂O₂和Ca²⁺水平变化的调节,eATP可以通过调节H₂O₂与Ca²⁺水平缓解AlCl₃诱导的细胞死亡。推测Al³⁺胁迫可能通过抑制钙离子通道而破坏了细胞内H₂O₂和Ca²⁺之间的协同关系,外源ATP对Al³⁺诱导H₂O₂上升的缓解作用可能是由于其提升了细胞的抗氧化能力。     

水果表皮细菌与真菌的探究性实验活动

在中学微生物知识基础上,利用微生物培养技术及光学显微镜技术,探究不同处理（未清洗,自来水清洗,漂白剂洗涤）的葡萄和苹果表皮的微生物种类与数量有何不同。葡萄与苹果表皮的微生物经过接种,培养及鉴定后,发现3种处理的水果表皮的微生物种类是一样的,仅在微生物数量上有很大差别——未经任何处理的水果表皮微生物数量是最多的．用自来水冲洗过的水果表皮微生物数量略有减少,而经漂白剂浸泡的水果表皮微生物数量大大减少。     

胞外ATP对壳聚糖诱导的ROS和PAL活性变化的影响

以烟草BY-2悬浮细胞为材料,探讨了胞外ATP对壳聚糖引起的活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活性变化的影响。结果表明,5~20μg·mL^-1壳聚糖处理导致了烟草悬浮细胞细胞内ROS水平逐渐增加;壳聚糖也导致了PAL活性的增加,其活性在15μg·mL^-1壳聚糖处理下达到峰值,此后有所降低。10~40μmol·L^-1外源ATP处理未引起烟草悬浮细胞内ROS水平和PAL活性的显著变化。细胞外ATP水平则随壳聚糖浓度的增加而逐渐下降。本文进一步分析了细胞外ATP对壳聚糖引起的ROS水平和PAL活性变化的影响。结果显示,外源施加20μmol·L^-1ATP可以有效降低壳聚糖诱导的烟草悬浮细胞ROS水平上升,同时外源ATP也明显减缓了壳聚糖所诱导的PAL活性的上升。上述结果表明,细胞外ATP水平能够影响壳聚糖引起的ROS水平和PAL活性的变化。     

沙棘属植物种子微形态特征研究

应用解剖镜和扫描电镜对沙棘属(Hippophae Linn.)6种6亚种植物种子形态、种皮微形态特征进行了观察.结果表明:沙棘属植物种子形态、种皮微形态等性状具有一定程度的稳定性,同时种间存在明显的差异,对于种及种下类群的分类、鉴定有重要参考价值.其中种皮微形态可分为4种类型:拟脑纹状纹饰、线纹-穴状纹饰、近平滑-细疣状纹饰、浅穴-疣状纹饰.从内果皮和种皮结合程度及种皮表面光泽一致性等方面可明显地将沙棘属植物划分为二者紧密结合与分离两种情况,基本支持将沙棘属植物划分为有皮组和无皮组两大类群的观点,但观察结果存在一些差异.     

非生物胁迫对烟草悬浮细胞胞内和胞外ATP水平的影响

以烟草悬浮细胞BY-2（Nicotiana tabacum ‘Bright Yellow-2’）为材料,研究了NaCl、PEG（6000）、低温3种非生物胁迫对细胞内ATP（intracellular ATP,iATP）和细胞外ATP（extracellular ATP,eATP）水平的影响。结果显示：50~200 mmol·L^-1 NaCl处理导致烟草悬浮细胞膜通透性显著增加（P<0.05）,100和200 mmol·L^-1 NaCl处理时iATP和eATP水平显著降低（P<0.05）。随着PEG质量浓度的增加（50、100、200 g·L^-1）,烟草悬浮细胞膜通透性和eATP水平逐渐增加,其中在200 g·L^-1 PEG处理时eATP水平显著增加至对照的3.4倍（P<0.05）,而iATP水平则在200 g·L^-1 PEG处理时显著降低至对照的0.5倍（P<0.05）。0~10 ℃低温处理后,烟草悬浮细胞膜通透性和iATP水平呈不同程度增加,其中0 ℃处理时iATP水平增加至对照的1.9倍,而eATP水平在10 ℃时显著下降至对照的0.8倍（P<0.05）。上述结果表明,虽然植物的iATP是eATP的来源,但在非生物胁迫下iATP不是影响eATP水平变化的唯一因素,细胞运输ATP等因素可能也影响着eATP的水平。     

利用荧光共振能量转移检测外源信号分子对拟南芥ATP水平的影响

本研究使用ATP特异性荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)为基础的荧光蛋白传感器(Ateam1.03-nD/nA),分析了4种外源信号分子(细胞外ATP、Ca²⁺、H₂O₂和NO)对拟南芥(Arabidopsis thaliana(L.)Heynh.)幼苗叶绿体和细胞质中ATP水平的影响。结果显示,细胞质ATP水平整体高于叶绿体,在4种不同浓度的信号分子处理下,叶绿体Ateam1.03-nD/nA的FRET比值仅在1.2 ~ 1.8波动;细胞质Ateam1.03-nD/nA 的FRET比值仅在2.2 ～ 3.0之间波动,未产生显著变化。结果表明在以上外源信号分子的作用下,植物细胞质和叶绿体ATP均维持在较为稳定的水平。     

胞外三磷酸腺苷对铅胁迫下植物细胞损伤和过氧化氢及其清除酶水平的调节

细胞外三磷酸腺苷（extracellular adenosine-5'-triphosphate）是植物细胞的重要信号分子。以烟草悬浮细胞BY-2（Nicotiana tabacum L.cv.Bright Yellow-2）为材料,探讨了胞外三磷酸腺苷对铅胁迫下细胞损伤、H₂O₂（过氧化氢）含量及H₂O₂清除酶活性的影响。结果显示,随着Pb（NO₃）₂浓度的不断提高（30~400 μmol·L^-1）,细胞外三磷酸腺苷含量呈现出逐渐下降的趋势,但胞内三磷酸腺苷含量及细胞的受损伤程度逐渐增大;同时,H₂O₂含量和过氧化氢酶的活性均有所上升,并在200 μmol·L^-1 Pb（NO₃）₂处理下达到最大值,而过氧化物酶的活性则不断降低。较之Pb（NO₃）₂胁迫下的细胞,对Pb（NO₃）₂胁迫的细胞加入外源三磷酸腺苷使得细胞受损伤程度显著降低,H₂O₂含量减少,过氧化氢酶活性减弱,而过氧化物酶活性增强。实验结果表明,Pb（NO₃）₂胁迫诱导的植物细胞损伤和H₂O₂及其清除酶水平的变化能受到细胞外三磷酸腺苷水平的调节。     

胞外三磷酸腺苷通过一氧化氮调节镉诱导的氧化压力和细胞死亡

采用液体悬浮培养方法,研究胞外三磷酸腺苷(ATP)通过一氧化碳(NO)调节镉诱导对烟草(Nicotiana tabacum L.)悬浮细胞氧化压力和死亡水平的影响。结果显示,镉离子(Cd^2+)可以以剂量依赖的模式引起烟草悬浮细胞氧化压力和死亡水平的上升,而施加外源ATP可有效缓解Cd^2+诱导的氧化压力和细胞死亡。进一步研究发现,和外源ATP的缓解作用相似,NO的供体硝普钠(SNP)同样可以缓解Cd^2+诱导的氧化压力和细胞死亡水平的上升;且NO合成抑制剂(L-NAME)可部分解除外源ATP的缓解作用。研究结果表明外源ATP可通过NO调节镉诱导的氧化压力和细胞死亡。     

兰州五泉山的藻类及其分布

以兰州五泉山为该地藻种资源库,对其中水生、陆生生境中藻类的种类多样性、群落结构、分布特点进行了研究。结果发现该地藻类植物65种(含4变种),包括蓝藻、绿藻、硅藻和红藻,其中硅藻种类最多(29种),其它依次为蓝藻(24种)、绿藻(11种)和红藻(1种)。水体中共42种,硅藻最多,有26种,其次蓝藻8种,绿藻7种,红藻1种,不同水体中优势种和亚优势种不同。土壤生境中发现20种,蓝藻13种,绿藻4种,硅藻3种,且非洲席藻和小球藻分为优势种和亚优势种。7个种类在水、陆两大生境都有分布,而且它们主要是丝状蓝藻。     

农杆菌介导5种中草药叶片瞬时表达的研究

农杆菌介导的瞬时基因表达因其操作简单、可重复性高和实验成本低而成为研究基因功能、生产活性蛋白的有效方法。该研究以非病毒型(载体Ⅰ)和病毒型二元载体(载体Ⅱ)及两种农杆菌(EHA105、LBA4404)为介导,通过叶片渗透法在5种中草药(甘草、黄芩、黄芪、大黄、板蓝根)叶片中进行报告基因GFP的瞬时表达,并对影响表达的因素进行分析,以明确中药材中适宜瞬时表达技术应用的物种材料。结果显示:(1)农杆菌在5种中草药叶片中的瞬时转化效率受到载体、菌株和植物物种类型的影响。(2)在所选的5种中草药植物中,与无转化载体的菌株相比,当农杆菌重悬液OD_(600)为0.8、叶片侵染5～7 d时,含非病毒型二元载体的EHA105菌株在甘草叶片中荧光强度最高,大黄次之;含病毒型二元载体的LBA4404菌株在黄芩叶片中GFP荧光表达量最高;含不同载体的不同菌液侵染的甘草、黄芪叶片仅有注射孔处检测出荧光或几乎无荧光蛋白表达,即未向四周扩散表达;在板蓝根叶片中检测出弱荧光或无荧光强度。研究表明,甘草和黄芩植物叶片可作为农杆菌介导基因瞬时表达的材料。