关于“生物自由基”和“自由基净化剂”定义的商榷意见

《植物生理学通讯》1986年第3期名词解释专栏里,关于“生物自由基”和“自由基净化剂”二名词的定义,本人认为有值得商榷的地方。关于生物自由基,《通讯》中原定义(下简称原定义)是这样描述的:生物自由基“泛指通过生物体自身代谢产生的一些不稳定的、带有多余电子的、化学活性很高的基团或分子。主要指活性氧,如、OH、~1O_2和H_2O_2等。……,已经证明,~1O_2,等自     

外源ABA对大蒜试管苗玻璃化发生和抗氧化系统的影响

以大蒜品种‘二水早’试管苗为材料,从活性氧代谢的角度研究了外源ABA、H_2O_2和H_2O_2+ABA处理下的试管苗玻璃化率、活性氧积累与组织定位和抗氧化系统的响应特征,探讨ABA缓解试管苗玻璃化过程的机理。结果表明:(1)外源H_2O_2处理可诱导大蒜试管苗玻璃化发生,外源ABA处理下玻璃化率最低,可以缓解H_2O_2诱导的玻璃化的发生。(2)试管苗O_2~产生速率和H_2O_2含量在H_2O_2处理下最高,在ABA处理下最低;在添加H_2O_2的培养基中同时添加ABA能显著减少因外源H_2O_2处理引起的O_2~产生和H_2O_2积累。(3)试管苗CAT、POD和APX活性在外源H_2O_2处理前期(0~8d)均上升并显著高于对照,但其CAT、APX活性在处理后期(8~16d)下降,其同期POD活性也增加缓慢;各抗氧化酶的活性在外源ABA与H_2O_2+ABA处理前期(0~8d)均呈直线上升趋势,而它们在H_2O_2+ABA处理后期(8~16d)均显著高于H_2O_2处理。(4)各处理试管苗抗坏血酸和谷胱甘肽含量随处理时间先升高后降低,并以外源ABA处理下最高,外源H_2O_2处理下最低。(5)试管苗O_2~和H_2O_2产生部位主要在基部和叶尖,且外源ABA处理下组织中ROS的积累最少。(6)在ABA+H_2O_2处理下,大蒜试管苗内丙二醛含量和膜相对透性显著低于对照和H_2O_2处理。研究发现,外源ABA处理可有效降低大蒜试管苗的内源O_2~产生速率和H_2O_2含量,提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,抑制活性氧在试管苗内的产生和运输,显著降低试管苗玻璃化率;外源ABA可通过增强大蒜试管苗抗氧化能力来抑制玻璃化发生。     

SOD与化妆品

SOD是生物机体内的一种酶,即过氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase;EC.1·15·1·1简称SOD)它在生物体内的主要作用是清除氧自由基O_2(H_2O_2+O_2→OH+OH+O_2,此反应称为Haber—Weiss反应)。因为在正常机体内与生物功能有关的氧化作用会大量地产生     

α-萘乙酸对低温胁迫下油菜幼苗抗寒性的影响

为探究α-萘乙酸(NAA)对植物抗寒性的影响,以白菜型冬油菜‘陇油6号’为试验材料,经4℃、NAA+4℃、NAA+4℃+DPI(NADPH氧化酶抑制剂)、NAA+4℃+DMTU(H_2O_2清除剂)、NAA+4℃+U0126(MAPK抑制剂)和NAA+4℃+Tungstate(NO生成抑制剂)处理后,研究其对‘陇油6号’油菜的活性氧(H_2O_2和O_2~(-·))含量,抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素含量,抗氧化酶基因(APX、CAT、GR、SOD)、Rboh A-F、MAPK3/4/6、CBF和ICE1基因表达量的影响。结果表明:与4℃低温处理相比,NAA+4℃处理下油菜根系中的细胞活性、H_2O_2和O_2~(-·)含量以及叶片中的MDA含量均降低;根系中的抗氧化酶(CAT、SOD、APX和POD)活性、叶片中的可溶性糖及脯氨酸含量、叶绿素含量、上述相关基因的表达量均升高,说明α-萘乙酸处理油菜可显著提高低温胁迫下油菜幼苗的抗氧化能力、光合能力和相关基因的表达,增强油菜幼苗的抗寒性。与NAA+4℃处理相比,NAA+4℃+抑制剂(DPI、DMTU、U0126和Tungstate)处理下油菜幼苗中叶绿素含量、抗氧化酶基因表达量、Rboh A-F、MAPK3/4/6、CBF和ICE1基因表达量均呈不同程度降低,说明H_2O_2和NO信号分子、NADPH氧化酶和MAP激酶级联途径均参与了α-萘乙酸增强油菜幼苗耐寒性过程的调控。     

呼吸作用方程式的正确写法

有些植物生理学教科书和参考书中常将呼吸作用的反应方程式写成:C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O+能量(686千卡),或写成:C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O △G~0'=-686千卡。这两条写法都不够确切,因为式中前面指的都是1分子葡萄糖参加反应,而后面产生的自由能为686千卡,前后不相符。因为每摩尔葡萄糖(1摩尔葡萄糖分子含有6.023×10~(23)个葡萄糖分子)完全氧化时产生的自由能为686千卡,所以方程式应写成C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O+能量(686千卡/摩尔);或C_6H_(12)O_6+6O_2→6CO_2+6H_2O △G~0'=-686千卡/摩尔。教师在教学中应提醒学生,切莫误解。     

Cd~（2＋）胁迫诱导烟草悬浮细胞脯氨酸积累的生化途径及外源脯氨酸对Cd~（2＋）胁迫下H_2O_2产生的抑制作用

Cd~（2＋）可提高烟草悬浮细胞脯氨酸的含量,顺序上调脯氨酸合成关键酶鸟氨酸转氨酶（OAT）、精氨酸酶、△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性,降低脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶（ProDH）的活性,表明Cd~（2＋）胁迫诱导烟草细胞脯氨酸的积累是脯氨酸合成的鸟氨酸途径和谷氨酸途径顺序激活、而脯氨酸降解途径显著抑制的综合结果。此外,Cd~（2＋）能导致烟草细胞H_2O_2的快速产生及H_2O_2产生相关酶（质膜NADPH氧化酶、细胞壁多胺氧化酶及共价结合与离子结合细胞壁过氧化物酶）活性升高和脂质过氧化产物丙二醛（MDA）增加,导致烟草细胞的氧化胁迫。外源脯氨酸预处理显著抑制了Cd~（2＋）诱导的烟草细胞H_2O_2的产生与MDA的增加,减轻了Cd~（2＋）诱导的氧化胁迫。而脯氨酸抑制Cd~（2＋）诱导的H_2O_2产生可能是由于脯氨酸抑制了H_2O_2产生相关酶的活性所致。     

NADPH氧化酶参与水杨酸诱导的蚕豆气孔关闭过程

水杨酸(SA)可以浓度依赖的方式诱导蚕豆叶片的气孔关闭,1～1000μmol·L~(-1)SA所诱导的气孔关闭可以再开放,而10~(-2)mol·L~(-1)的SA导致的气孔关闭则否。质膜NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)可削弱SA作用的45%～60%。表明SA诱导的气孔关闭可能与H_2O_2的产生有关。以H_2O_2荧光探针H_2DCFDA结合显微注射技术直接检测保卫细胞内产生H_2O_2的结果显示,100μmol·L~(-1)SA可引起保卫细胞内荧光素(DCF)荧光快速增强。在DPI存在的情况下,经SA处理的保卫细胞,仅在其叶绿体部位产生H_2O_2,而质膜附近的DCF荧光增强则受到抑制。表明叶绿体可能是保卫细胞内产生H_2O_2的主要部位,质膜NADPH氧化酶也可能参与SA诱导H_2O_2的产生。     

NADPH氧化酶在1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥早期信号事件中的作用

1-戊烯-3-酮(1-penten-3-one)作为重要的植物挥发性信号物质可诱导拟南芥防御反应早期信号的产生。但是拟南芥叶肉细胞响应1-戊烯-3-酮早期信号转导途径尚未见到报道。本研究以拟南芥为材料,研究了NADPH氧化酶对1-戊烯-3-酮处理后拟南芥早期信号的作用。实验采用非损伤微测技术结合激光共聚焦技术探究了1-戊烯-3-酮诱导的活性氧(ROS)、跨膜离子流信号与NADPH氧化酶之间的关系,结果表明:1-戊烯-3-酮处理能够诱导拟南芥叶肉细胞H_2O_2含量增加、Ca~(2+)外排和H+内流等早期信号事件,NADPH氧化酶抑制剂二联苯碘(DPI)处理后1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥叶肉细胞Ca~(2+)外排减弱,胞内钙库抑制剂钌红处理后1-戊烯-3-酮诱导的拟南芥叶肉细胞H+内流减弱,说明1-戊烯-3-酮通过激活NADPH氧化酶诱导了拟南芥叶肉细胞H_2O_2产生,胞内H_2O_2的积累可能通过激活胞内钙库引起细胞内Ca~(2+)浓度增加,进而引起Ca~(2+)的外排和H+的内流。     

瑞芬太尼预处理对皮肤成纤维细胞氧化应激的影响

皮肤成纤维细胞通过合成细胞外基质蛋白对皮肤创面愈合至关重要。多项研究显示瑞芬太尼(RPC)具有预防氧化应激损伤的作用,然而其对皮肤成纤维细胞的影响尚不清楚。本研究以人皮肤成纤维细胞为研究材料,将细胞分为对照组、H_2O_2组(500μmol/L的H_2O_2处理2 h)、RPC+H_2O_2组(2 ng/mL瑞芬太尼预处理2 h, 500μmol/L H_2O_2处理2 h)和3-MA+RPC+H_2O_2组(2 mmol/L的自噬途径抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)和2 ng/mL瑞芬太尼预处理1 h, 500μmol/L H_2O_2处理2 h)。研究显示,H_2O_2组和3-MA+RPC+H_2O_2组的细胞活力显著低于对照组,而RPC+H_2O_2组与对照组无显著差异。H_2O_2组和3-MA+RPC+H_2O_2组的凋亡细胞率显著高于对照组,而RPC+H_2O_2组与对照组无显著差异,并且显著低于H_2O_2组。与H_2O_2组相比,RPC+H_2O_2组中的caspase-3、PARP和Bcl-xL的蛋白表达水平明显升高,而Bak蛋白表达水平则明显下调。与H_2O_2组相比,RPC+H_2O_2组中Becline-1和P62蛋白表达水平均显著升高。然而,当自噬被3-MA抑制时,Becline-1和P62蛋白表达水平均显著降低。本研究表明瑞芬太尼可有效抑制氧化应激诱导的皮肤成纤维细胞凋亡,这种保护作用主要是通过激活自噬介导。     

活性氧对疟原虫的杀伤作用

活性氧族(Reactive oxygen species,简称为ROS)是一组包括过氧化氢(H_2O_2)、超氧化物阴离子(O~-_2)、单线态氧(~1O_2)、羟自由基(·OH)在内的具有杀伤作用的细胞氧化代谢产物。免疫系统的多种效应细胞在受到合适刺激时均能产生和释放ROS。自1982年8月     

外源H_2O_2对低温胁迫下柑橘叶片抗寒性的影响

以柑橘品种‘日南1号’离体秋稍为试材,采用Hoagland营养液培养方法,研究添加不同浓度H_2O_2处理对4℃低温胁迫下柑橘生长状态和叶片细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等生理指标的影响,筛选缓解柑橘低温伤害的最佳H_2O_2处理浓度,探讨外源H_2O_2处理对柑橘耐寒能力影响机制。结果显示:随低温胁迫时间的延长,各处理组柑橘叶片卷曲和叶片细胞膜伤害程度均逐渐加重;外源施加0.2和1.0mmol·L-1 H_2O_2处理均能缓解低温胁迫引起的叶片卷曲和萎蔫,降低叶片中REC和MDA的升高,减少叶片细胞中内源H_2O_2的积累,提高渗透调节物质脯氨酸的含量和抗氧化酶SOD、CAT和POD的活性,并以1.0mmol·L-1 H_2O_2缓解效果更为显著。研究表明,4℃低温能够引起柑橘离体秋梢叶片卷曲、枯萎、脱落和细胞膜伤害症状,外源1.0mmol·L-1 H_2O_2可以通过提高叶片的脯氨酸含量和SOD、CAT和POD抗氧化酶活性,有效缓解低温对柑橘叶片细胞膜的伤害,从而增强其抗寒性。     

外源ATP对盐胁迫下油菜幼苗生长的影响

研究了外源ATP处理对盐胁迫下油菜幼苗生长的影响,探讨了过氧化氢(H_2O_2)和钙离子(Ca~(2+))作为信号分子在ATP对油菜幼苗耐盐性调控过程中的作用。结果表明:与单独Na Cl处理相比,ATP+Na Cl处理降低了油菜幼苗死细胞数量、ROS(■和H_2O_2)含量、离子(Ca~(2+)、Na~+、Cl~-)含量、MDA含量及Na~+/K~+比和相对电导率,增加了叶片中叶绿素、脯氨酸、可溶性糖含量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性,提高了抗氧化酶基因(CAT、SOD、APX、GR)、NADPH氧化酶基因(RBOHD、RBOHF)、P5CS1基因、MAPK激酶基因(MAPK3、MAPK6)、耐盐基因(NHX1、SOS1)转录;与ATP+Na Cl处理相比,ATP+Na Cl+抑制剂(DPI、DMTU和EGTA)处理下油菜幼苗中相对电导率、MDA、叶绿素、脯氨酸、可溶性糖含量和抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性及上述基因表达量均呈不同程度降低,表明外源ATP可提高Na Cl胁迫下油菜叶片细胞活性、ROS含量、离子含量、叶绿素含量、渗透调节物质、抗氧化酶活性及相关基因的表达量,缓解膜质损伤。此外,H_2O_2和Ca~(2+)信号分子也参与了ATP增强油菜幼苗耐盐性过程的调控。     

生长素介导海藻酸钠寡糖调控水稻对镉胁迫的抗性

采用生长素运输抑制剂,探讨生长素是否介导海藻酸钠寡糖(AOS)缓解水稻镉(Cd)胁迫。结果表明,Cd胁迫明显抑制水稻幼苗的生长发育,表现在苗长、地上部生物量和地下部生物量均有不同程度降低;AOS预处理可显著提高水稻植株超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,降低O_2~(-·)产生速率,使SOD/O_2~(-·)、SOD/POD、SOD/过氧化氢酶(CAT)和POD/O_2~(-·)的比值增加,丙二醛含量下降,苗长、根长及生物量均有一定程度恢复,但会造成H_2O_2在体内有一定累积。生长素信号被阻断后,AOS预处理(Cd+AOS+Y)对水稻Cd胁迫的缓解效应明显受到削弱,表现为苗长、根长等生长指标和抗氧化酶活性均较生长素信号未阻断处理(Cd+AOS)有所降低,补加外源生长素后(Cd+AOS+Y+NAA),各项指标又有所增加,该结果初步表明,生长素信号介导AOS调控水稻对Cd胁迫的抗性。     

SP-1果蜡处理对火龙果活性氧代谢的影响

以白肉火龙果Hylocereus undatus为材料,研究SP-1果蜡处理对果实失重率和活性氧代谢的影响。结果表明,SP-1果蜡处理极显著地抑制果实失重率增加,延缓总可溶性固形物(TSS)含量下降,有利于果实品质保持。在活性氧代谢方面,SP-1果蜡处理极显著地抑制火龙果果实中脂氧合酶(LOX)活性、H_2O_2积累和贮藏第4~6天谷胱甘肽(GSH)含量下降,极显著降低超氧阴离子自由基(O_2~-·)生成速率和提高贮藏期间还原型抗坏血酸(ASA)含量,维持较低的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性,延缓果实的成熟衰老进程,将货架期推迟2~4d。     

主成分分析不同浓度CaCl_2对NaCl胁迫下‘达米娜’葡萄的缓解效应

为探讨钙对葡萄盐害的缓解效应,研究了200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫下,不同浓度CaCl_2对‘达米娜’葡萄沙培一年生自根苗的影响。结果显示:NaCl胁迫下,‘达米娜’葡萄根系、叶片相对电导率、叶片超氧阴离子自由基(O_2ˉ·)产生速率和过氧化氢(H_2O_2)含量显著升高,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著降低,新梢长度和总生物量显著降低。5和10 mmol·L~(-1) CaCl_2显著降低了NaCl胁迫下根系、叶片相对电导率、叶片O_2ˉ·产生速率和H_2O_2含量。CaCl_2显著缓解了NaCl胁迫下SOD和CAT活性的下降,15 mmol·L~(-1) CaCl_2显著缓解了POD活性的下降,而10、15和20 mmol·L~(-1) CaCl_2显著缓解了APX活性的下降。高浓度(25 mmol·L~(-1))CaCl_2处理的叶片相对电导率、O_2ˉ·产生速率和H_2O_2含量显著高于NaCl胁迫的,而POD、APX活性、新梢长和植株总生物量与NaCl胁迫的差异不显著。主成分分析表明10 mmol·L~(-1)是CaCl_2缓解200 mmol·L~(-1) NaCl胁迫对‘达米娜’葡萄的最适浓度,可能与叶片中较高的抗氧化酶活性和较少的活性氧积累有关。     

用碱性连二亚硫酸钠水溶液产生超氧阴离子自由基

产生超氧阴离子自由基(O_2~-)虽有多种方法,例如黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶法、碱性二甲基亚砜法等,但简单易行的方法迄今未见有介绍。本文报道用氧饱和的碱性连二亚硫酸钠(Na_2S_2O_4)水溶液产生O_2~-,方法简易,O_2的浓度稳定。     

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯长期暴露对鲤鱼毒理学指标的影响

以吐温80和水为对照组,用5 mg·L-1、20 mg·L-1、80 mg·L-1、160 mg·L-1的邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)对鲤鱼暴露染毒20 d,用试剂盒等方法研究了DEHP对鲤鱼肝脏抗氧化防御系统、肝解毒酶、能量代谢酶和肝损伤标志酶的影响。结果表明,与水空白对照组和吐温80组相比,各浓度DEHP组,肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力和抗超氧阴离子自由基能力的差异均无统计学意义,谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPX)活力表现为低促高抑,160 mg·L-1组抗羟自由基能力显著降低,丙二醛(MDA)含量显著升高。研究结果还表明,在DEHP实验浓度范围内,谷胱甘肽硫转移酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活力表现为低促高抑,而160 mg·L-1组7-乙氧基-3-异吩噁唑酮-脱乙基酶、Na+K+-ATPase、单胺氧化酶(MAO)活力和各DEHP组Ca2+Mg2+-ATPase活力均受到了显著抑制,20 mg·L-1以上组肝γ-谷氨酰转肽酶活力则显著升高。结果显示,一定浓度的DEHP能损伤肝脏组织,并对肝组织的毒理学指标产生影响。     

盐及干旱胁迫对油菜抗氧化系统和RbohC、RbohF基因表达的影响

以白菜型油菜‘陇油6号’和‘天油2号’为试验材料,经MAPK抑制剂U0126、H_2O_2清除剂DMTU、NADPH氧化酶抑制剂DPI和IMD预处理后再分别进行盐胁迫、PEG-6000模拟干旱胁迫,研究其对两种油菜幼苗活性氧、抗氧化酶活性和RbohC、RbohF基因表达的影响.结果表明:盐胁迫和PEG-6000模拟干旱胁迫下,两种白菜型油菜中H_2O_2积累量上升,O_2^-·积累量下降,抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX和谷胱甘肽还原酶GR)活性和RbohC、RbohF基因表达均升高.与单独胁迫处理相比,两种油菜O_2^-·积累、抗氧化酶活性和RbohC、RbohF基因的表达量均明显降低,经DMTU、DPI和IMD预处理后再分别进行盐和干旱胁迫,H_2O_2积累量下降,但U0126预处理后再进行胁迫处理,H_2O_2积累量上升.说明NADPH氧化酶、MAP激酶级联途径、H_2O_2参与了盐、干旱胁迫下活性氧产生、抗氧化酶活性变化和RbohC、RbohF基因表达的调控.     

光合作用过程中有没有水的生成

光合作用的总反应一般写成下式: CO_2+H_2O→(CH_2O)+O_2(CH_2O)代表糖中的一个碳。从这个总反应式来看,光合作用中只有水的分解,即由水产生O_2,没有水的生成。但是根据用氧的重同位素~(18)O所做的实验,光合作用中所释放出来的O_2完全是来自于H_2O中,所以光合作用的总反应式应该写成这样: CO_2+2H_2O→(CH_2O)+O_2+H_2O这说明,光合作用过程中,一方面有水的分解,产生分子态氧,另一面又有水的生成,即H_2O中的H与CO_2中的O形成了新的水分子。     

羧基化多壁碳纳米管、混合盐及其复合胁迫对水稻幼苗生理特性的影响

将水稻(Oryza sativa L.)幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH (0、2.5、5.0、10. 0 mg/L)、50 mmol/L混合盐(1NaCl∶9Na_2SO_4∶9NaHCO_3∶1Na_2CO_3),以及MWCNTs-COOH+混合盐的复合溶液中,10 d后检测叶片生理生化指标变化,研究MWCNTs-COOH复合盐碱胁迫对水稻幼苗的毒性及生态风险。结果显示,与对照组相比,MWCNTs-COOH单一组诱导下水稻叶片O_2~(·-)和H_2O_2的产生不明显,而混合盐组和混合盐+MWCNTs-COOH复合组均诱导了O_2~(·-)和H_2O_2产物的大量累积。MWCNTs-COOH与混合盐复合后,加剧了O_2~(·-)和H_2O_2的累积,并有明显的浓度效应。活性氧(ROS)作为信号分子在一定程度上诱导了各处理组部分抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)活性的升高;与混合盐组相比,低浓度混合盐+MWCNTs-COOH复合组中叶绿素a和胡萝卜素含量呈一定程度的升高; MWCNTs-COOH与混合盐复合后,抑制了叶片中可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)的合成,致使相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量显著升高。上述抗氧化酶活性及叶绿素a和胡萝卜素含量的升高对缓解水稻叶片氧化损伤、维持正常的光合电子传递及对过剩光能的热耗散是有益的,是水稻幼苗重要的防御机制。本研究表明MWCNTs-COOH单一处理在一定程度上诱导了水稻叶片的氧化胁迫和应激响应,与混合盐复合后加剧了叶片的氧化胁迫和应激损伤。