甘肃黄花烟草愈伤组织抗氰呼吸的研究

根据呼吸抑制剂试验和氧肟酸滴定法测定结果表明,甘肃黄花烟草愈伤组织呼吸中有明显的抗氰交替途径运行,平均占总呼吸的31%;但仍以细胞色素途径为主,平均占总呼吸的46%;还有23%不受 KCN 加 m-CLAM 抑制的未知剩余呼吸。改变培养基的激素成分和浓度,在不引起愈伤组织发生明显分化条件下,愈伤组织的生长和呼吸速率虽有不同,但抗氰交替途径和细胞色素途径对总呼吸的相对贡献程度和二者的变化趋势基本一致。     

陈化马铃薯切片内源乙烯和抗氰呼吸途径发生,运行的关系

马铃薯(Solanum tuberosum L.)切片在24h陈化期间,总呼吸速率(V_t)明显升高,交替途径容量(V_(alt))增加更为显著。交替途径实际活性(ρV_(alt))及其对V_t的贡献(ρV_(alt)/V_t)在陈化初期上升,12h后基本保持稳定;相应交替途径运行系数ρ值随陈化进程不断下降。陈化切片内源乙烯产生的时间曲线与V_(alt)的变化趋势一致,而与ρV_(alt)的趋势不同。用乙烯相关效应剂进行实验,发现促进乙烯产生的ACC及Cu~(2 )可促进V_(alt)的发生,而抑制乙烯产生或其生理作用的Co~(2 )及Ag~ 则可部分抑制V_(alt)的发生。所有上述效应剂虽然对ρV_(alt)及ρV_(alt)/V_t值在12h前有所影响,但都不能改变切片陈化期间交替途径ρ值不断下降的趋势。这些结果表明,内源乙烯对马铃薯切片陈化过程中交替途径的实际运行稍有影响,但对抗氰容量的诱导发生具有重要的调控作用。     

马蹄切片呼吸代谢特性研究

新鲜马蹄切片总呼吸和抗氰呼吸均比较低,但在25℃下贮放期间迅速上升;切片交替途径容量、运行活性也不断上升,但运行系数却在下降。细胞色素途径运行活性随总呼吸的增加而显著加强,但所占比值不断下降。利用呼吸代谢抑制剂Na3PO4、丙二酸和解偶联剂DNP改变电子流量的结果表明,降低呼吸电子流时,抗氰呼吸与细胞色素途径呼吸均下降,且抗氰呼吸占总呼吸的比例下降;增加呼吸电子流时,这两条传递途径均加强,且抗氰呼吸占总呼吸的比例增加。研究结果还表明,尽管三羧酸循环是机械伤诱导的主要呼吸途径,但同时伤诱导的残余呼吸和磷酸戊糖途径运行量均有明显的增加,推测可能与马蹄褐变和异味的产生有一定的联系。     

KCN和NaN3预处理对烟草愈伤组织抗氰呼吸的影响

用０．５ ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ ＫＣＮ 或０．０１ ｍ ｍ ｏｌ／Ｌ ＮａＮ３ 预处理继代培养２５ ｄ 的“甘肃黄花烟草”（Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ｒｕｓｔｉｃａ Ｌ． ｃｖ． Ｇａｎｓｕ ｙｅｌｌｏｗ ｆｌｏｗ ｅｒ）愈伤组织对其呼吸作用有明显的影响。ＫＣＮ 和ＮａＮ３ 预处理１２ ｈ 可分别使愈伤组织的总呼吸速率下降１２％ 和１７％ ,细胞色素途径的实际运行量分别下降２２％ 和２８％ ;抗氰交替途径在最大容量（Ｖａｌｔ）基本不变的情况下,实际运行量（ρ·Ｖａｌｔ）不但未随总呼吸速率和细胞色素途径运行量的下降而降低,反而还略有上升。结果导致细胞色素途径对总呼吸的贡献下降而抗氰交替途径对总呼吸的贡献上升。ＫＣＮ 预处理２４ ｈ,细胞色素途径的实际运行量虽略有回升,但仍低于对照;ＮａＮ３ 预处理２４ ｈ 则使细胞色素途径运行继续下降而交替途径运行持续上升。上述结果表明,在继代培养的烟草愈伤组织中,当细胞色素主路途径被部分抑制后交替途径的电子流量明显加强,从而起着一种补偿作用     

苹果的抗氰呼吸与果实呼吸跃变的关系

苹果在发育期间呼吸对ＫＣＮ敏感,进入跃变期时呼吸为ＫＣＮ不敏感,但对间氯苯氧肟酸（ＣＬＡＭ）敏感。跃变期的苹果切片陈化后有诱导呼吸发生,且ＫＣＮ与ＣＬＡＭ对诱导呼吸都有一定的抑制作用。当在ＣＬＡＭ存在下进行陈化时,苹果诱导呼吸的发生被抑制约３０％,跃变期果实的特点是当果实进入成熟期时呼吸途径发生了由细胞色素途径向抗氰的交替途经转移的现象;同时其果实切片在陈化后可以发生诱导呼吸。     

KCN和苯氧肟酸对萌发水稻种子不同器官生长和呼吸的影响

苯氧肟酸对萌发水稻芽鞘的生长和呼吸只有较小抑制;而抑制幼根的大部分呼吸和90％以上的生长。KCN对幼根生长和呼吸的抑制均小于苯氧肟酸。初步看出:水稻幼根的呼吸存在有细胞色素途径,但以抗氰交替途径为主,幼根的生长可能主要受被氧肟酸抑制的抗氰交替途径所控制。缺氧时虽然细胞色素途径也受阻,但根中交替途径所占比例较大,对缺氧更敏感。因此设想,缺氧抑制水稻幼根生长的原因之一,可能与交替途径不能正常运行有关。     

小麦幼苗叶片抗氰呼吸对轻度水分胁迫的响应

小麦幼苗经－０．５ＭＰa聚乙二醇（ＰＥＧ－６０００）溶液暗中渗透迫０、６、１２、１８、２４、３０、３６、４２、４８h,叶片的总呼吸速率（Ｖt)呈现先上升后降低的趋势,交替途径呼吸也表现出相同的变化模式。水分胁迫初期（０－１２h),交替途径容量（Ｖalt)、实际运行活性（ρValt)及运行系数（ρ值）均上升,此后（１８－４８h）逐渐下降,水分胁迫也影响了呼吸电子流在２条呼吸途径中的分配比例,胁迫初期的０－１２h内,流经交替途径的电子流增多,而流向细胞色素主路的电子流减少,但随着胁迫时间的延长,交替途径的贡献降低,而细胞色素主路的贡献增加,说明小麦叶片的抗氰呼吸在水分胁迫初期被诱导增加,而随着胁迫进行的延长又表现为下降。     

水杨酸对陈化马铃薯切片交替途径活性的诱导作用

在马铃薯切片陈化过程中,总呼吸速率（Ｖｔ）和交替途径容量（Ｖａｌｔ）分别升高了５倍和２８倍,但交替途径在无ＫＣＮ存在下几乎不运行。用２０μｍｏｌ／Ｌ的水杨酸处理陈化切片可引起总呼吸速率和交替途径容量的少量增加,但交替途径的运行却明显加强。水杨酸的这种促进作用在Ｐｅｒｃｏｌｌ纯化的线粒体中也有出现。马铃薯切片中交替途径运行的增加导致了线粒体呼吸控制比及ＡＤＰ／Ｏ的下降。这些都表明水杨酸对马铃薯切片陈化过程中抗氰交替途径的活性具有诱导作用。     

H_2O_2和水杨酸对陈化马铃薯切片交替呼吸途径影响的比较(英文)

外源 5 .0mmol/LH2 O2 和 0 .1mmol/L水杨酸 (salicylicacid ,SA)处理均可明显提高陈化 2 4h的马铃薯切片的交替呼吸途径容量 (Valt)及其与总呼吸的比值 (Valt/Vt)。应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明 ,H2 O2 和SA处理均可明显提高陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达水平。用氧同位素分辨法研究 ,结果表明 :H2 O2 处理对陈化马铃薯切片中交替呼吸途径的实际运行没有影响 ,而SA处理对交替呼吸途径的实际运行具有明显的促进作用。上述结果表明 ,H2 O2 和SA对植物组织交替呼吸途径的影响存在差异 ,二者均可促进交替氧化酶的表达从而诱导交替呼吸途径容量的发生 ,但H2 O2 不影响其实际运行 ,而SA还可同时诱导其实际运行。     

H2O2和水杨酸对陈化马铃薯切片交替呼吸途径影响的比较

外源5.0 mmol/L H2O2和0.1 mmol/L 水杨酸(salicylic acid, SA)处理均可明显提高陈化24 h的马铃薯切片的交替呼吸途径容量(Valt)及其与总呼吸的比值(Valt/Vt).应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明,H2O2和SA处理均可明显提高陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达水平.用氧同位素分辨法研究,结果表明:H2O2处理对陈化马铃薯切片中交替呼吸途径的实际运行没有影响,而SA处理对交替呼吸途径的实际运行具有明显的促进作用.上述结果表明,H2O2和SA对植物组织交替呼吸途径的影响存在差异,二者均可促进交替氧化酶的表达从而诱导交替呼吸途径容量的发生,但H2O2不影响其实际运行,而SA还可同时诱导其实际运行.     

H2O2和水杨酸对陈化马铃薯切片交换呼吸途径影响的比较

外源5.0mmol/L H2O2和0.1mmol/L水杨酸（salicylic acid,SA)处理均可明显提高陈化24h的马铃薯切片的交替呼吸途径容量（Valt)及其与总呼吸的比值（Valt/Vt)。应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明,H2O2和SA处理均可明显提高陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达水平。用氧同位素分辨法研究,结果表明：H2O2处理对陈化马铃薯切片中交替呼吸途径的实际运行没有影响,而SA处理对交替呼吸途径的实际运行具有明显的促进作用。上述结果表明,H2O2和SA对植物组织交替呼吸途径的影响存在差异,二均可促进交替氧化酶的表达从而诱导交替呼吸途径容量的发生,但H2O2不影响其实际运行,而SA还可同时诱导其实际运行。     

柳叶烟草愈伤组织分化期间抗氰呼吸的改变

继代培养的柳叶烟草愈伤组织有明显的抗氰呼吸。交替途径的相对贡献约占总呼吸的29—38%;但仍以细胞色素途径为主,约占总呼吸的44—51%。接种在分化培养基上的愈伤组织在发生组织分化和芽原基形成期间,交替途径运行量占总呼吸的41—47%,承担呼吸电子传递的主要部分;而细胞色素途径只占总呼吸的29—32%。交替途径运行程度的增高可能与烟草愈伤组织的分化有一定相关性。     

水分胁迫下小麦幼苗呼吸代谢的改变

水分胁迫下小麦幼苗叶和根的呼吸速率变化模式不同:叶片呼吸在胁迫初期升高,然后随相对含水量进一步递减而急剧下降;根的呼吸速率随相对含水量降低成指数下降。自然干旱和PEG渗透胁迫下得到的结果基本一致。小麦叶片在轻度水分胁迫下呼吸上升与磷酸化解偶联有关。水分胁迫也引起呼吸代谢途径的改变。轻度水分胁迫使叶片呼吸速率升高时,EMP途径运行程度稍有上升;增加的呼吸主要通过TCAC;线粒体呼吸中通过细胞色素主链的电子流量增加,抗氰交替途径的相对运行程度下降。当水分胁迫降低根呼吸速率时,EMP和TCAC的运行程度明显降低;细胞色素途径的运行程度也下降,但仍传递大约一半的呼吸电子流。     

能量对香石竹切花在瓶插期间呼吸电子途径的影响

采用外加0.1 mmol/L ATP或0.5 mmol/L二硝基苯酚(DNP)的方法,研究了香石竹(Dianthus caryophyllus L.)切花在25±1℃和80%～90%相对湿度下瓶插期间呼吸电子传递途径的变化情况.结果表明,香石竹切花在瓶插7 d时的呼吸速率达到高峰;ATP处理明显加快切花的呼吸速率,在瓶插7 d时呼吸速率高峰值较对照(未用ATP处理)升高1倍.细胞色素途径与总呼吸活性存在显著正相关.细胞色素途径占总呼吸的比重在切花瓶插4 d后上升,并且线粒体电子传递主要依靠细胞色素主路途径进行.经ATP处理后香石竹切花的交替呼吸途径的容量、实际运行活性和运行系数明显增加;交替呼吸途径占总呼吸活性比重在瓶插4 d后迅速上升,并且交替呼吸途径容量与总呼吸活性存在显著正相关.而DNP处理则降低交替呼吸途径容量.这说明外源ATP处理加强了香石竹切花在整个瓶插期间的呼吸作用,增加了呼吸速率的高峰值,提高了抗氰呼吸作用.     

烟草愈伤组织中不被KCN加氧肟酸抑制的剩余呼吸研究

烟草愈伤组织中存在有大约占总呼吸20—30%的不被 KCN 加 m-CLAM 抑制的“剩余呼吸”,它的性质和在细胞中的定位都不清楚。本研究发现,乙醇酸和乙醛酸都明显促进不被KCN(或 NaN_3)加 m-CLAM 抑制的剩余呼吸;乙醇酸听引起的氧吸收和剩余呼吸可被α-羟基乙磺酸钠抑制;线粒体呼吸被 KCN 加 m-CLAM 完全抑制;除去线粒体的上清液中发现有乙醇酸和乙醛酸氧化活性的存在。初步确定,烟草愈伤组织中这部分剩余呼吸主要是由非线粒体乙醇酸氧化酶所催化的。     

不同低温胁迫对烟草愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达影响的比较

比较了不同低温(14℃和4℃)胁迫对烟草(Nicotiana rusticaL．)愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达的影响。结果显示,不同低温胁迫处理能显著诱导烟草愈伤组织交替途径容量和实际运行的增加,且都呈现出基本相同的变化模式：在胁迫的初期(1—3d)持续增加,在3d时达到最高,而后下降到一个相对恒定的水平。但交替途径容量增加的幅度与温度下降的程度密切相关,而交替途径实际运行量的诱导程度在不同低温胁迫下的差异却很小。表明交替途径容量和实际运行对低温胁迫的响应是不同的。免疫印迹分析结果表明：低温胁迫明显诱导了交替氧化酶总蛋白的增加,且其随低温胁迫进程的变化与交替途径容量的变化基本一致;而对交替氧化酶单体与二聚体在低温胁迫下的含量变化检测结果则显示,烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在,且这一存在形式并不随低温胁迫程度的加深而发生改变。两种形式的交替氧化酶蛋白含量都能被低温胁迫诱导增加,但其单体水平在两种不同的低温胁迫下并无明显差别,而4℃低温胁迫诱导的二聚体交替氧化酶蛋白含量明显高于14℃。表明不同程度低温对抗氰交替途径发生的不同影响主要是由于对交替氧化酶蛋白二聚体形式的不同诱导程度所致;而高活性的交替氧化酶单体形式则不因低温胁迫程度的加重而被明显诱导升高,使得抗氰交替途径的运行程度在两种不同的低温胁迫处理条件下无显著差异。     

不同低温胁迫对烟草愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达影响的比较

比较了不同低温（14℃和4℃）胁迫对烟草（Nicotiana rustica L.）愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达的影响。结果显示,不同低温胁迫处理能显著诱导烟草愈伤组织交替途径容量和实际运行的增加,且都呈现出基本相同的变化模式：在胁迫的初期（1～3 d）持续增加,在3 d时达到最高,而后下降到一个相对恒定的水平。但交替途径容量增加的幅度与温度下降的程度密切相关,而交替途径实际运行量的诱导程度在不同低温胁迫下的差异却很小。表明交替途径容量和实际运行对低温胁迫的响应是不同的。免疫印迹分析结果表明：低温胁迫明显诱导了交替氧化酶总蛋白的增加,且其随低温胁迫进程的变化与交替途径容量的变化基本一致;而对交替氧化酶单体与二聚体在低温胁迫下的含量变化检测结果则显示,烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在,且这一存在形式并不随低温胁迫程度的加深而发生改变。两种形式的交替氧化酶蛋白含量都能被低温胁迫诱导增加,但其单体水平在两种不同的低温胁迫下并无明显差别,而4℃低温胁迫诱导的二聚体交替氧化酶蛋白含量明显高于14℃。表明不同程度低温对抗氰交替途径发生的不同影响主要是由于对交替氧化酶蛋白二聚体形式的不同诱导程度所致;而高活性的交替氧化酶单体形式则不因低温胁迫程度的加重而被明显诱导升高,使得抗氰交替途径的运行程度在两种不同的低温胁迫处理条件下无显著差异。     

外源~1O_2 和·OH及其清除剂对烟草愈伤组织交替途径发生与运行的影响(英文)

外源1 O2 和·OH处理继代培养 1 4d的烟草愈伤组织 2 4h后 ,愈伤组织内的交替途径的实际运行显著上升 ,但对交替途径容量影响不大 ;而经·OH处理后的愈伤组织交替途径容量和实际运行均明显地受到抑制 ,但交替途径的实际运行对·OH更加敏感。活性氧产生系统中加入相关清除剂进行实验 ,得到与此相对应的结果 :1 O2 的清除剂His处理能明显地降低或抑制1 O2 所增加的交替途径实际运行量 ,但对交替途径容量则几乎均无影响 ,而用·OH的清除剂DMSO和MAN分别处理愈伤组织后 ,DMSO和MAN均能解除·OH对交替途径容量和实际运行的抑制。这些结果表明 ,1 O2 诱导烟草愈伤组织交替途径的实际运行 ,但对其容量的作用不大 ,而·OH则明显地抑制交替途径容量和实际运行。推测1 O2 和·OH对抗氰途径的影响可能是通过对AOX活性的调节     

盐胁迫下烟草愈伤组织内源活性氧及乙烯的产生与交替途径发生、运行的关系

本文初次报告了烟草愈伤组织在不同盐浓度胁迫下交替途径与细胞色素途径的动态变化,同时检测了内源乙烯产生速率和活性氧(O2、H2O2和·OH)的含量及其相关酶(SOD和CAT)活性的变化。结果表明,交替途径实际运行量(ρValt)先逐渐上升,于0.75％盐浓度左右时达到极大值,但交替途径容量(Valt)与ρValt并不同步,且细胞色素途径活性(ρ’Vcyt)与ρValt变化趋势相反。与此同时,愈伤组织体内H2O2和O2迅速积累,分别在0.5％和0.75％左右达到极大值,·OH则一直呈上升趋势。而内源乙烯产生速率先急剧上升,在0.5％盐浓度左右时达到极大值后下降。将上述变化与各呼吸参数变化相比较发现,H2O2含量和乙烯产生速率与Valt变化曲线同步,而O2与ρValt变化曲线一致,但·OH含量与Valt变化曲线呈负相关。据此我们推测抗氰交替途径的发生、运行可能与活性氧的积累以及乙烯的产生密切相关,并讨论了交替途径运行的一些可能的生理作用。     

短日照对休眠诱导期油桃花芽两条电子传递途径的调控

以油桃品种“曙光”为试材,采用呼吸抑制剂法研究了短日照处理下花芽在休眠诱导期两条电子传递途径的发生和运行情况.结果表明:花芽总呼吸速率(Vt)和细胞色素电子传递途径呼吸速率(ρ'Vcyt)均呈双峰曲线变化,短日照可同步诱导两者的一次峰前移、二次峰后延,抑制ρ’Vcyt,但对Vt无显著影响.交替途径容量(Valt)和实际运行活性(ρValt)亦呈双峰曲线,两者基本同步变化,短日照可以显著诱导Valt和ρValt的前期高峰期提前,提高Valt和ρValt,对后期高峰期无明显作用.细胞色素电子传递途径呼吸速率下降和交替途径呼吸速率上升是油桃花芽休眠诱导期的重要特点.从两条电子传递途径的呼吸速率对总呼吸速率的贡献率来看,细胞色素电子传递途径仍是主要电子传递途径,交替途径起辅助与分流作用.