外源腐胺对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗多胺和抗氧化系统的影响

采用营养液栽培,研究了外源腐胺(Put)对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺含量和抗氧化系统的影响.结果显示,低氧胁迫显著刺激了黄瓜幼苗体内活性氧(ROS)和内源多胺含量的增加,提高了抗氧化酶活性;外源Put进一步提高了低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺的含量和抗氧化酶活性,降低了ROS含量,从而缓解了低氧胁迫的伤害作用;Put合成抑制剂D-精氨酸(D-Arg)不仅显著抑制黄瓜幼苗体内多胺的合成,而且抑制抗氧化酶活性,同时ROS大量积累,进一步抑制黄瓜幼苗的生长;而外源Put可缓解D-Arg的抑制作用;Put转化抑制剂甲基乙二醛-双(脒基腙)(MGBG)和Put降解抑制剂氨基胍(AG)的混合施用造成游离态Put的过量积累,以及亚精胺(Spd)、精胺(Spm)含量和抗氧化酶活性的显著降低,造成ROS大量积累,进一步加重了低氧胁迫对植株的伤害.结果表明,低氧胁迫下外源Put可提高黄瓜幼苗体内游离态Put含量,促进游离态Put向Spd和Spm转化,Spd、Spm含量的增加以及(free-Spd free-Spm)/free-Put比值的升高有利于提高植株抗氧化酶活性,增强清除ROS的能力,降低膜脂过氧化的伤害,从而增强植株的低氧胁迫耐性.     

NaCl胁迫对花棒叶片光合特性及游离氨基酸代谢的影响

为了解盐胁迫对花棒生理特性的影响,研究了不同浓度NaCl胁迫下花棒叶片的光合气体交换、叶绿素荧光以及游离氨基酸的变化.结果表明:低浓度NaCl胁迫下,花棒叶片的光系统Ⅱ通过耗散过剩激发能,避免了光伤害.此时气孔限制是导致光合速率降低的主要原因.随着NaCl胁迫的加剧,叶片的光保护机制不足以避免过氧化引起的伤害,导致光系统Ⅱ受损.200 mmol·L-1 NaCl处理下,非气孔限制成为抑制光合作用的主要原因.NaCl胁迫下,花棒叶片中主要游离氨基酸的积累与代谢发生变化.低浓度NaCl胁迫时,叶片中的脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和丙氨酸等主要游离氨基酸含量显著积累;随着NaCl浓度进一步升高,叶片中的天冬氨酸和谷氨酸含量减少,脯氨酸的合成与积累增加.     

外源γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫下甜瓜幼苗根系GABA代谢及氨基酸含量的影响

采用水培法,通过准确控制营养液溶氧浓度,研究了外源γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫0~8 d ‘西域一号’甜瓜幼苗根系GABA代谢及氨基酸含量的影响.结果表明：与通气对照相比,低氧处理的甜瓜幼苗正常生长受到严重抑制,其根系谷氨酸脱羧酶（GAD）、谷氨酸脱氢酶（GDH）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）活性以及GABA、丙酮酸、丙氨酸、天冬氨酸含量均显著提高,而谷氨酸和α 酮戊二酸含量在处理4~8 d均显著降低.与低氧处理相比,外源GABA处理有效缓解了低氧胁迫对幼苗根系生长的抑制作用,同时甜瓜根系内源GABA、谷氨酸、α-酮戊二酸、天冬氨酸含量显著提高,但GAD、GDH、GOGAT、GS、ALT、AST活性在整个处理过程中均显著降低,丙酮酸和丙氨酸含量也显著降低.低氧同时添加GABA和γ-乙烯基 γ-氨基丁酸（VGB）处理显著降低了低氧胁迫下GABA的缓解效应.低氧胁迫下外源GABA被植物根系吸收后,通过反馈抑制GAD活性维持较高的Glu含量,保持植物体内碳、氮代谢平衡,维持正常生理代谢,从而缓解低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害.     

盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长及氮代谢的影响

为探寻增强苜蓿耐盐能力的调控途径,以甘农4号苜蓿品种为材料,采用NO供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO及硝普钠类似物亚铁氰化钠处理苜蓿幼苗,研究盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长、光合特征、氮同化酶活性和氮代谢物含量的影响.结果表明: 外源NO能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗生长及光合作用的抑制,单株干质量、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和可溶性蛋白含量增加;外源NO能增强硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性,抑制蛋白水解酶和谷氨酸脱氢酶活性, 降低叶片中游离氨基酸含量,提高硝态氮含量,加快铵的同化.NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿幼苗生长及氮代谢无调控作用;施用NO清除剂c-PTIO加剧了盐胁迫对苜蓿幼苗生长和氮代谢的抑制,添加外源NO能缓解c-PTIO的抑制效应.盐胁迫下,外源NO和内源NO均参与了苜蓿幼苗氮代谢的调控.     

用N~(15)示踪方法研究氨基酸的肥效作用

以Ｎ１５标记的氨基酸为试验材料,证明外源氨基酸分子可以被稻苗直接吸收,并进一步证明氨基酸施肥后稻苗植株健壮,干重增加,是氨基酸分子进入植物体内的结果,这与我们以往所作的氨基酸植物肥效试验结果完全吻合。     

氨基酸L-和D-异构体对离体小麦胚植株生长的影响

5种氨基酸L-和D-异构体对离体小麦胚植株生长的影响结果表明,在1~7 mmol.L-1浓度范围内,脯氨酸异构体均不抑制植株生长;缬氨酸和蛋氨酸的L-型严重抑制生长,D-型不抑制或轻微抑制;丙氨酸则相反,L-型无抑制作用,D-型是严重抑制类型;丝氨酸的L-型轻微抑制生长,D-型严重抑制生长。生长结果也表明,DL-异构体的抑制作用介于D-型和L-型之间。     

多胺对盐胁迫下黄瓜 (Cucumis sativus L.)幼苗体内K+、Na+和Cl-含量及器官间分布的影响

采用营养液水培,选用耐盐性不同的两个黄瓜品种,研究了外源多胺（Put、Spd、Spm）对NaCl胁迫下黄瓜幼苗植株不同器官中K＋、Na＋和Cl-含量的影响。结果表明,NaCl胁迫后黄瓜植株体内K＋含量下降、Na＋和Cl-含量升高、K/Na比值降低,耐盐性较弱的“津春2号”体内离子含量变化幅度明显大于耐盐性较强的“长春密刺”;叶面喷施多胺抑制了K＋含量的降低,减少了Na^＋和Cl^-的积累,提高了K/Na比值及K^＋、Na^＋吸收和运输的选择性,可缓解盐胁迫的伤害,增加生物积累量,且Spd（亚精胺）的作用尤为明显。总之,外源多胺可通过调控盐胁迫下植株体内的离子平衡,提高黄瓜幼苗的耐盐性。     

EGTA对Cd胁迫下蓖麻Cd积累和营养元素吸收的影响

以‘淄蓖麻5号’蓖麻品种为材料,通过盆栽试验研究了重度Cd土壤污染（100 mg·kg^-1）条件下,不同浓度（0、0.5、1.0、2.0 mmol·kg^-1）外源螯合剂——乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)对蓖麻植株生长、Cd积累和营养元素吸收的影响,探讨外源螯合剂调控Cd污染土壤上植物生长和修复效应。结果显示：（1）在Cd胁迫下,土壤中外源添加0.5~2.0 mmol·kg^-1EGTA使蓖麻根系鲜、干重比不添加EGTA对照不同程度降低,但植株总干重没有受到显著影响。（2）外源EGTA能有效促进Cd从蓖麻根部向地上部的转移,2.0 mmol·kg^-1的EGTA处理使蓖麻叶片Cd 含量显著增加了41.34倍;与不添加EGTA对照相比,外源EGTA处理蓖麻叶片中Cd积累量随添加EGTA的浓度增加而显著大幅度增加14.0~45.6倍,占相应植株总积累量的36.89%~58.63%,而茎中Cd积累量增加幅度较小,根中Cd积累量则显著降低。（3）Cd胁迫条件下,外源EGTA对蓖麻各器官矿质元素含量的影响不一,EGTA促进K向蓖麻地上部的转运,同时抑制Mg向植株地上部转运;随土壤添加的EGTA浓度提高,蓖麻植株对Ca吸收表现为低促高抑,叶片Zn含量和植株Cu含量逐渐增加,叶片和根系Fe含量及植株各器官Mn含量显著增加。与无Cd胁迫对照相比,EGTA在提高植株Cd积累的同时,降低了根系对K的吸收。研究表明,Cd胁迫显著抑制了蓖麻植株的生长,适宜浓度的外源EGTA对Cd的这种抑制有显著的缓解作用;外源EGTA改变了Cd在蓖麻根、茎、叶中的积累分布情况,提高了Cd从根系向地上部,尤其是向叶片的转移能力,从而强化了蓖麻对Cd污染土壤的修复效率;在采用EGTA强化植物修复Cd污染土壤时,应适量增施K肥以保证植株的正常生理代谢。     

外源钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗ADH、LDH活性和同工酶的影响

以‘新泰密刺’黄瓜为材料,采用营养液栽培,外源使用Ca2+、钙离子通道抑制剂La3+与钙调素拮抗剂三氟拉嗪(TFP),研究了钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系ADH、LDH活性和同工酶的影响。结果表明,低氧胁迫诱导产生了新的ADH和LDH同工酶条带。低氧胁迫下,ADH、LDH同工酶丰度和活性显著高于对照;外源增施Ca2+有利于Ca2+信号的形成和逆境信号的传递,营养液添加CaCl2缓解了低氧胁迫对黄瓜植株的伤害,ADH、LDH同工酶丰度和活性接近对照水平;La3+抑制Ca2+的吸收和体内运输,营养液添加LaCl3显著抑制了ADH和LDH同工酶丰度和酶活性,黄瓜幼苗植株生长受到抑制,生物量显著低于低氧处理,表明La3+加重了低氧胁迫对黄瓜幼苗植株的伤害;TFP抑制了低氧逆境胁迫信号的传递,营养液添加TFP抑制了ADH和LDH同工酶丰度和酶活性,ADH和LDH同工酶丰度和酶活性显著低于低氧处理,黄瓜幼苗植株生长受到抑制,黄瓜植株的低氧耐性降低。暗示外源Ca2+参与了低氧胁迫下黄瓜根系无氧呼吸代谢的调节,增强了Ca2+向植物体内的运输,缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗植株的伤害,增强了植物对低氧的耐性。     

小麦根系在碱胁迫下的生理代谢反应

为明确碱胁迫对小麦(Triticum aestivum)根系离子组及代谢组的影响,探讨其响应变化规律及机制,该研究以小麦为实验材料,采用两种碱性盐(Na HCO3和Na2CO3)按摩尔比1:1混合模拟不同碱胁迫强度,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术结合多元变量分析方法,系统分析小麦根系在碱胁迫下的矿质元素、游离阴离子、代谢产物及代谢途径变化。结果显示:低浓度碱胁迫下小麦根系仍能维持一定的生长,但在高浓度碱胁迫下根系生长受到了明显抑制。当碱胁迫强度超过小麦根系调节能力时,根系中Na含量急剧增加的同时K含量明显减少。碱胁迫刺激根中Ca积累,而Mg、Cu和Fe含量呈现下降趋势。碱胁迫明显减少根中游离阴离子(主要是Cl–)含量。检测代谢物组包括有机酸、氨基酸、碳水化合物、嘧啶和嘌呤等70个代谢产物,主成分分析结果表明代谢物均分布在95%的置信区间内。碱胁明显迫促进苹果酸、琥珀酸等代谢物积累,但造成糖类(果糖、蔗糖)及多元醇(肌醇、山梨糖醇)和氨基酸(γ-氨基丁酸、丙氨酸)含量显著下降。结果表明:根系中Na+含量剧增,加上高pH值危害,导致根系生长率降低;与此同时,游离阴离子明显减少,造成根系内负电荷亏缺和pH不稳定,导致离子平衡遭到破坏,进而引起一系列代谢途径的协变反应。小麦根系在碱胁迫下糖酵解、细胞膜脂代谢和氨基酸合成受到明显的抑制,但三羧酸循环显著增强。这些结果表明碱胁迫(高pH值)对碳素合成和储存有明显的负效应,降低代谢合成碳骨架和能量,使得清除活性氧能力明显下降。碱胁迫下根外部质子缺乏造成NO3–含量降低,影响氮素吸收利用,导致氨基酸合成受阻。三羧酸循环增强为生成有机酸类化合物和调控pH平衡提供能量,这可能是植物适应碱胁迫的一种特殊对应策略。     

Amino Acids as Placeholders

BACKGROUND: The composition and sequence of amino acids in a protein may serve the underlying needs of the nucleic acids that encode the protein (the genome phenotype). In extreme form, amino acids become mere placeholders inserted between functional segments or domains, and--apart from increasing protein length--playing no role in the specific function or structure of a protein (the conventional phenotype). METHODS: We studied the genomes of two malarial parasites and 521 prokaryotes (144 complete) that differ widely in GC% and optimum growth temperature, comparing the base compositions of the protein coding regions and corresponding lengths (kilobases). RESULTS: Malarial parasites show distinctive responses to base-compositional pressures that increase as protein lengths increase. A low-GC% species (Plasmodium falciparum) is likely to have more placeholder amino acids than an intermediate-GC% species (P. vivax), so that homologous proteins are longer. In prokaryotes, GC% is generally greater and AG% is generally less in open reading frames (ORFs) encoding long proteins. The increased GC% in long ORFs increases as species' GC% increases, and decreases as species' AG% increases. In low- and intermediate-GC% prokaryotic species, increases in ORF GC% as encoded proteins increase in length are largely accounted for by the base compositions of first and second (amino acid-determining) codon positions. In high-GC% prokaryotic species, first and third (non-amino acid-determining) codon positions play this role. CONCLUSION: In low- and intermediate-GC% prokaryotes, placeholder amino acids are likely to be well defined, corresponding to codons enriched in G and/or C at first and second positions. In high-GC% prokaryotes, placeholder amino acids are likely to be less well defined. Increases in ORF GC% as encoded proteins increase in length are greater in mesophiles than in thermophiles, which are constrained from increasing protein lengths in response to base-composition pressures.     

Studies on Amino Acids

The enzymatic resolution of acetyl-dl-methonine previously reported was studied further, in detail. As a result, it was found that metal ion plays an important role on the asymmetric hydrolysis of acyl-dl-methonines by the enzyme preparations of Aspergillus oryzae.     

支链氨基酸对运动大鼠氨基酸代谢和运动能力的影响

观察了支链氨基酸(BCAA)对大鼠运动能力和血清游离氨基酸代谢的影响。实验用21只雄性wistar大鼠,随机分为3组:正常组、游泳对照组和游泳补充BCAA组。2个运动组每天游泳训练1h,10天后游泳6h,观察补充BCAA对大鼠游泳运动能力和血清游离氨基酸水平的影响。实验结果表明,补充BCAA可明显提高大鼠游泳存活率,抑制血清中必需氨基酸、非必需氨基酸和总氨基酸水平升高,游泳运动后大鼠的血清中乳酸和LDH的升高幅度有所降低,抑制骨骼肌LDH活力的下降。说明补充BCAA可明显提高大鼠的运动能力,减少运动造成的蛋白质分解     

五个氨基酸磷光性质的研究

研究了5个氨基酸的磷光特性、光谱、寿命和最小检测量.以色氨酸(Trp)的磷光最强,在λ_ex/λ_em=290/438 nm,最小检测量为1 ng,酪氨酸(Tyr)其次(284/390 nm)为Trp的1/10,苯丙氨酸(Phe)在276/386 nm,脯氨酸(Pro)在308/454 nm,组氨酸(His)在320/466 nm,其磷光只有Trp的1%.Phe与Trp磷光寿命最长,在7 s左右;His最短,只有0.49 s;Tyr 2.8 s,Pro 1.34 s.另外研究氨基酸在甲醇,乙醇,丙醇,丁醇中及pH对氨基酸磷光性质的影响.还计算了Stokes位移能量及激化态pK^*_a值.     

活性氨基酸农药

介绍了活性氨基酸作为农用杀菌剂,杀虫剂、除草剂以及生长调节剂的结构与应用,它为解决环境保护问题展示了新的前景。     

Amino Acids from Heterodera glycines

Amino acids emitted and extracted from surface-sterilized larvae and adults of Heterodera glycines were identified by paper chromatography and quantitatively analyzed by column chromatography. Five amino acids (alanine, aspartic acid, glutamic acid, glycine and serine) were emitted by H. glycines larvae and eight others (asparagine, glutamine, leucine/isoleucine, lysine, methionine sulfoxide, threonine, tyrosine, valine/methionine) were found in extracts from crushed larvae.In addition to the amino acids emitted or extracted from larvae, four others were emitted by adults (γ-aminobutyric acid, histidine, phenylalanine, and proline). Four different amino acids (arginine, cystathionine, hydroxyproline, and ornithine) were found only in the extract from crushed adults. Greater quantities of alanine, aspartic acid and glycine were emitted than could be detected in nematode extracts suggesting selective emission.Subsamples of nematode populations were taken from growing plants 19, 26, 33, and 40 days after inoculation and extracted to determine whether changes in specific amino acid content correlated with aging. Proline content shifted most, increasing from 4.1% to 21.5% of the total amino acid complement from the 19th to the 40th days.