南极海冰耐盐细菌NJ82的分子鉴定及其耐盐性初步研究

从129株南极海冰细菌筛选到1株耐盐细菌NJ82, 该菌最适生长盐度是12%, 能够耐受最高盐度为18%。对该菌株进行16S rRNA基因序列的同源性和系统发育分析, 结果表明：菌株NJ82属于Pseudoalteromonas属。从总蛋白质、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量及膜透性变化等方面对高盐的适应性进行初步探讨。结果表明, 当盐度介于3.3%~12.0％时, 随着盐度升高, 菌株的蛋白质和脯氨酸含量呈快速增加趋势, 而MDA含量和膜透性变化幅度不大; 随着盐度进一步升高, 蛋白质含量呈下降趋势, 脯氨酸变化幅度不大; 而MDA含量升高和膜透性变化都达到极显著水平(P<0.01)。这些重要生理参数的变化将有助于了解海冰细菌在高盐环境下的适应机制。     

海冰微生物Pseudoalteromonas sp. ANT319耐盐性初步研究

南极海冰微生物在适应极端环境的长期进化过程中,获得了特殊的生理生化特性和基因表达调控机制。为了更多的了解南极微生物的逆境适应机制,以隶属南极海冰微生物典型菌属Pseudoalteromonas的ANT319为研究对象,探讨了该菌株在3%~12%的盐度梯度下的抗盐生长情况、蛋白质含量变化、细胞膜透性、丙二醛含量变化和不同盐度对菌株细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶活性的影响。结果表明,此菌株的最适生长盐度为9%,随着盐度的升高,细胞内蛋白质含量升高,膜透性逐渐增加,SOD和POD的酶活性呈现先升高后降低的变化趋势,在9%盐度下达到最高,CAT活性和MDA则基本上保持不变。可见,随着盐度的增加,细胞膜逐渐受到破坏,同时生物体对盐迫作出应激反应,产生较多蛋白来清除不良因素下产生的有害活性氧,包括生物体内抗氧化酶在内的蛋白含量及其活性的增加,研究结果初步揭示了海冰细菌的耐盐机制。     

盐胁迫对地木耳和葛仙米生理生化特性的影响

地木耳为一种耐干旱的陆生念珠藻 ,葛仙米则是水生念珠藻 ,由于对各自生境的适应 ,二者在对盐胁迫的反应上可能会有差异。为了阐明这种差异 ,研究了不同盐度胁迫下它们的光合活性、可溶性糖、脯氨酸含量及质膜透性的变化。结果表明 ,高盐胁迫下地木耳和葛仙米的光合活性均降低 ;在 0 .8mol·L- 1 的盐浓度下胁迫 48和 96h后 ,地木耳仍可检测到微弱的光合活性 ,而在葛仙米中已检测不到。地木耳中脯氨酸升高 ;可溶性糖含量升高 ,增幅为87%— 2 0 0 % ;质膜透性比对照略有增加 ,但不同盐度之间差别不大。葛仙米中脯氨酸含量降低 ;可溶性糖含量在NaCl小于 0 .4mol·L- 1 时随盐度的升高而升高 ,增幅为 1 0 0 %— 1 0 0 0 % ,当高于 0 .4mol·L- 1 时随盐度的升高而降低 ;质膜透性随盐度增加而增加 ,在盐浓度为 0 .6和 0 .8mol·L- 1 时 ,均达 90 %以上。结果表明 ,地木耳比葛仙米更能耐受盐度胁迫 ;可溶性糖在地木耳和葛仙米抵抗盐胁迫中有重要作用 ,而脯氨酸在葛仙米抗盐胁迫中可能不作为相容溶质起作用     

糙草对水分胁迫的生理适应性研究

用PEG-6000模拟水分胁迫处理糙草(Asperugo procumbensL.)幼苗,测定生理指标,研究其对水分胁迫的生理适应性。结果表明:5%PEG和20%PEG胁迫处理1d后,叶片RWC、CHL含量,MDA和膜相对透性及脯氨酸含量变化不大,抗氧化酶活性升高;5%PEG和20%PEG胁迫处理5d后叶片RWC下降为对照65%、43%,CHL含量下降为对照的53%、46%,MDA和膜相对透性及脯氨酸含量显著升高,抗氧化酶活性显著降低,并低于处理前水平。实验表明糙草幼苗在水分胁迫下叶片持水力较低,在短时间水分胁迫下可通过抗氧化酶之间的相互协调在一定时期能维持活性氧代谢平衡,并阻止或减弱膜脂过氧化的伤害,但随着处理时间的延长,抗氧化酶活性显著降低,膜脂过氧化作用增加,且叶绿素合成遭到破坏。     

NaCl胁迫对栓皮栎幼苗生长及其生理响应

为了研究栓皮栎幼苗期对盐胁迫的生理耐受特性,选择2年生栓皮栎实生幼苗为材料,在盆栽条件下,设置NaCl盐分梯度(0%、0.4%、0.6%、0.8%),系统测定分析栓皮栎幼苗在不同盐胁迫梯度和胁迫时间下的形态生长指标以及保护酶活性、脯氨酸含量、根系活力等各项生理指标。结果显示:(1)随着盐胁迫程度的加剧,栓皮栎幼苗各部分器官鲜重和干重以及株高、基径和一级侧根长均先升高后降低,而主根长度逐渐增加,叶片数逐渐减少,并在重度胁迫下达到显著水平。(2)随着盐胁迫时间的延长,栓皮栎幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低的趋势,但变化时间和幅度不同;丙二醛(MDA)含量则日益增加,且胁迫度越大增加越显著。(3)栓皮栎幼苗叶片的渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白含量在低盐胁迫下不断升高,高盐胁迫下先升高后降低;而可溶性糖的含量则随时间延长和胁迫加剧显著增加。(4)随NaCl浓度的提高,幼苗根系活力值先增后减,叶绿素a和叶绿素b含量均呈下降趋势。研究表明,在轻、中度NaCl胁迫下,栓皮栎幼苗通过提高保护酶活性、增加渗透调节物质等策略缓解盐胁迫伤害,表现出一定的耐盐潜力;而在高浓度盐分胁迫下幼苗受到伤害,自我调节能力降低,导致保护酶活性、可溶性蛋白含量和根系活力等下降。     

樟子松幼树株高及其逆境生理指标对沙埋的响应特征

以3龄樟子松幼树为材料,2013年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下其株高、叶片膜透性、渗透调节物质含量及保护酶活性变化,以揭示沙埋条件下樟子松幼树生长及其对逆境的生理响应特征。结果显示:(1)在沙埋深度低于株高以上2cm时被埋樟子松幼树能够正常生长,其株高和芽长均明显高于非沙埋对照,并以沙埋深度为株高的50%时增长幅度最大;当沙埋深度超过株高2cm以上时,虽然植株高度和芽长也较埋前有一定增长,但均低于对照,且所有处理植株均未破土,后来全部死亡。(2)所有沙埋处理的叶片可溶性糖含量均显著低于对照,而POD活性显著高于对照,可溶性蛋白质和脯氨酸含量也高于对照。(3)随沙埋深度增加,叶片相对含水量总体呈增加趋势,但大多数处理与对照差异不显著;丙二醛含量基本呈显著下降趋势,可溶性蛋白和脯氨酸含量先增加后下降,而大多数处理的膜透性与对照差异不显著;随着沙埋深度增加,叶片可溶性糖含量显著下降,SOD和POD活性均先增加后下降。(4)相关分析显示,樟子松幼树叶片膜透性变化与MDA含量变化相关性几乎为零,可溶性蛋白与脯氨酸含量呈显著正相关关系,可溶性糖含量与脯氨酸含量呈显著负相关关系。研究表明,沙埋深度低于樟子松株高以上2cm能够促进其幼树生长;沙埋并没有导致樟子松幼树体内的膜脂过氧化,也没有引起细胞膜的损伤,在受到沙埋胁迫时,樟子松幼树体内SOD、POD以及可溶性蛋白和脯氨酸分别在防止其膜脂过氧化和维持细胞膨压中起到重要作用,而可溶性糖含量在沙埋过程中没有起到渗透调节作用。     

盐度对互花米草生长及脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量的影响

研究了互花米草在不同培养盐度下,株高、茎粗、叶长、叶宽、叶面积、鲜重等生长指标以及脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量的变化情况。结果表明,随着盐度增加,米草株高呈下降趋势,在高盐度(50‰)下,米草叶面积、叶长等指标与对照组相比明显下降,鲜重与低盐度组比较显著下降。米草叶片中可溶性糖、脯氨酸含量随盐度增加总体上呈上升趋势;可溶性蛋白质含量随盐度增加亦呈上升趋势,表明蛋白质合成增强。在盐胁迫下。渗透调节物质的积累作用是互花米草对盐胁迫的主要响应过程,可以作为其抗盐性的生理参数。     

荒漠植物红砂抗旱性与其电学参数关系的研究

为了研究电学参数与红砂(Reaumuria soongorica)抗旱性的关系,以4个地理种源的荒漠植物红砂2年生苗木为材料,测定其茎在不同干旱胁迫处理下的高频电阻(r)、低频电阻(rl)、胞外电阻率(re)、胞内电阻率(ri)、电导(G)和电纳(B)等电学参数以及膜透性(RPP)和渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量的变化,分析电学参数与膜透性和脯氨酸含量间的相关性。结果显示,随着干旱胁迫的加剧,4个地理种源红砂茎的膜透性和脯氨酸含量均呈逐渐升高或先升高后降低趋势,不同种源间存在显著差异(P0.05)。红砂茎膜透性的大小在4个种源间表现为:兰州张掖酒泉武威,脯氨酸含量由高到低依次为武威酒泉张掖兰州。4个地理种源红砂茎的高频电阻呈逐渐下降趋势,胞外电阻率、胞内电阻率、电导呈先升高后降低的趋势,而低频电阻则与它们相反,电纳的变化则较为复杂。6个电阻参数在不同种源材料间和不同处理间差异均显著(P0.05)。相关性和通径分析结果表明,胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻和电纳与膜透性的相关性较为明显;胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻和电导与脯氨酸含量的相关性较为显著,其中胞内电阻率对膜透性和脯氨酸含量的影响最大,通径系数绝对值分别高达0.938和0.897。说明电学参数ri可以作为表征红砂抗旱特性的参数,也表明电学方法将是荒漠植物逆境胁迫研究的一种有效方法。     

盐胁迫对氢氧化细菌WMQ7浸种小麦萌发和生长的影响

从紫花苜蓿根际土壤分离得到的一株含有ACC脱氨酶以及铁载体的氢氧化细菌WMQ7,通过皿内试验,考查其在不同盐浓度下对小麦‘陕优225’的促生效应。结果表明,低盐胁迫(0.4%NaCl)下,用氢氧化细菌WMQ7菌悬液浸种的小麦发芽粒数、发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽、胚根长有明显的增高;同时脯氨酸积累速度与对照组相比显著减缓,对照组脯氨酸含量于胁迫第11天时已达1 383μg.mL-1,高出接菌组3.8倍;丙二醛含量与对照组相比减少了69.28%,过氧化物酶活性显著升高,高出对照组44.44%。而高盐胁迫下(0.8%NaCl),与对照组相比,接菌组对小麦萌发指标有一定影响,丙二醛含量变化不显著,但脯氨酸含量及过氧化物酶活性变化显著。研究表明,氢氧化细菌WMQ7浸种小麦处理对低盐胁迫的伤害有一定的缓解作用,但在高盐胁迫下却无明显效果。     

短时间亚高温对蓖麻叶中几个与抗逆性有关生理指标的影响

检测了短时间亚高温胁迫下盆栽40片叶龄的蓖麻叶中几个与抗逆性有关生理指标变化的结果表明,温度低于38℃时,蓖麻的叶绿素含量缓慢下降,高于38℃时,呈快速下降趋势;随着温度的升高,游离脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和相对膜透性呈上升趋势,46℃下达到最大值;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性在低于43℃时与温度变化呈正相关,超过43℃则迅速下降。     

几种盐生植物抗盐生理指标的研究

研究对几种盐生植物进行了相关抗盐生理指标测定,抗盐生理指标测定结果表明：盐生植物组的功能叶中ＭＤＡ含量平均值高于非盐生植物对照组,而膜透性平均值低于对照组;盐生植物组Ｃ１＾－离子含量平均值高于对照组,可溶性糖含量平均值低于对照组,脯氨酸含量在所测３种渗透调节剂中所占比例最高,而且盐生植物组平均值高于对照组;无机渗透剂与有机渗透剂之间似有互补关系;Ｃ１＾－离子含量与肉质性存在一定正相关;盐生植物组和     

不同光照强度下豆链格孢菌对白车轴草生理生化特性的影响

通过盆栽实验研究了不同光照强度下,接种豆链格孢菌(Alternariaazukiae(hara)comb.nov)对白车轴草(TrifoliumrepensL.)叶组织细胞膜透性、色素含量、丙二醛(MDA)含量、蛋白质含量、脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明:豆链格孢菌使白车轴草叶组织细胞膜透性上升,电导率显著升高,膜脂过氧化加强,MDA水平上升,色素含量、蛋白质含量以及脯氨酸含量下降。随着处理光照强度的减弱,以上各生理指标的变化趋势更为明显,电导率和MDA含量均与光照强度显著负相关,而色素含量、蛋白质含量及脯氨酸含量均与光照强度显著正相关。接种豆链格孢菌后,色素含量明显下降,且弱光下(75%遮阳),豆链格孢菌对白车轴草叶片色素含量的影响更为明显,对照组的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a b)和类胡萝卜素含量均显著高于接种组的色素含量。在豆链格孢菌的刺激下,活性氧清除系统遭到破坏,保护酶系统失衡,其中SOD和CAT活性显著下降,而POD活性却明显上升,并且SOD、POD和CAT三种酶活性均与光照强度存在着明显的负相关系。     

Expression of CspA and GST by an Antarctic psychrophilic bacterium Colwellia sp. NJ341 at near-freezing temperature

Summary A psychrotrophic bacterium Colwellia sp. NJ341 from Antarctic sea ice could grow at −5 and 22 °C, and the extent of cellular protein content and growth were greater at low temperatures (0–10 °C) than at higher temperatures. SDS-PAGE analysis demonstrated the presence of a 7 kDa cold-shock protein. The further result of two-dimensional electrophoresis (2-DE) showed that two proteins a and c were newly synthesized at near-freezing temperatures. With matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-TOF MS) analysis, proteins a and c were identified as glutathione S-transferase (GST) and cold-shock protein A (CspA), respectively, which were involved in cold-adaptation at near-freezing temperature in an Antarctic psychrophilic bacterium Colwellia sp. NJ341.     

垃圾填埋场渗滤液尾水灌溉下百慕大草抗氧化系统的反应

通过盆栽试验,研究了渗滤液尾水灌溉下百慕大草的膜脂过氧化及酶促、非酶促抗氧化系统的反应.结果表明,低稀释比的渗滤液尾水(<25%)灌溉下,随着稀释比增大,百慕大草叶绿素a/b提高,丙二醛(MDA)、H₂O₂含量及膜透性降低,膜脂过氧化水平较轻;但中、高稀释比(>25%)下,随稀释比的增大则显示出一定的负效应,表现为叶绿素a/b降低,MDA、H₂O₂含量及膜透性提高,从而导致膜脂过氧化水平提高.非酶抗氧化剂抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)含量的变化趋势相同,即低稀释比下含量升高,中高稀释比胁迫下明显降低.抗氧化酶中,超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性变化同抗氧化剂变化趋势相似,但POD对胁迫的反应更敏感;而过氧化氢酶(CAT)活性变化趋势则先减弱后增强;MDA含量和抗氧化剂含量、抗氧化酶SOD、POD活性间的显著负相关,表明3种抗氧化剂和SOD、POD在防止百慕大草膜脂过氧化上可能起到更重要的作用.     

豆链格孢菌对白车轴草生理代谢及活性氧清除系统酶的影响

通过盆栽实验,研究了接种豆链格孢菌对白车轴草叶组织细胞膜透性、色素含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响.结果表明,豆链格孢菌使白车轴草叶组织细胞膜透性上升,电导率显著升高,膜脂过氧化加强,MDA水平上升,色素含量下降.电导率和MDA含量均与感病时间呈显著正相关,而色素含量与感病时间呈显著负相关.豆链格孢菌刺激其寄主白车轴草叶片膜脂过氧化作用发生,积累大量的活性氧,使其超出防御酶的清除能力,致使活性氧清除系统遭到破坏,保护酶系统失衡,其中SOD和CAT活性显著下降,而POD活性明显上升.接种12d后,SOD和CAT分别降低了55.2%和37.8%,而POD比对照升高约1.6倍.     

Novel halotolerant bacterium from cryopeg in permafrost: Description of <Emphasis Type="Italic">Psychrobacter muriicola</Emphasis> sp. nov.

A novel halotolerant psychrotrophic gram-negative bacterium, strain 2pS, was isolated from lenses of water brine in Arctic permafrost (cryopeg). The optimal growth of the new strain was observed at 16–18°C; the maximal and minimal growth temperatures were 37°C and ?2°C, respectively. The pH growth range was 5.8 to 8.5 (optimum 6.5–7.5) and the range of medium salinity was 0 to 100 g/l (optimum 3–8 g/l NaCl). The strain 2pS did not produce acid from carbohydrates and utilized acetate, yeast extract, pyruvate, glutarate, fumarate, caproate, heptanoate, butyrate, malate, DL-lactate, citrate, L-proline, L-tyrosine, butanol, and dulcitol as the sole carbon and energy sources. The major fatty acids of the cell wall at optimal growth temperature were C_18:1ω7 and C_18:1ω9. The G+C DNA base content was 46.0 mol.%. Phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene sequences showed that the studied strain was the closest (97% similarity) to Psychrobacter nivimaris DSM 16093^T, a halotolerant psychrotrophic bacterium isolated from the Arctic sea’s ice. Genotypic and phenotypic differences of the new bacterium from closely related species lead to the conclusion that strain 2pS belongs to a novel species of the genus Psychrobacter: Psychrobacter muriicola sp. nov.     

外源γ-氨基丁酸调控甜瓜叶绿体活性氧代谢应对短期盐碱胁迫

以甜瓜品种‘金辉1号’为试材,采用深液流水培法,研究外源γ 氨基丁酸(GABA)对短期盐碱胁迫下甜瓜幼苗叶绿体活性氧代谢的调控作用.结果表明: 盐碱胁迫显著提高了甜瓜叶绿体内光合色素、丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量及超氧阴离子(O^-_·2)产生速率;增加抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物质含量;明显抑制H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺ 焦磷酸酶(H⁺-PPiase)活性.外源叶面喷施GABA有效抑制了盐碱胁迫引起的叶绿体内O^-_·2、H₂O₂和MDA的积累,缓解了光合色素增加的趋势;显著提高SOD和AsA GSH循环各个酶的活性,增加了AsA和GSH库,降低了AsA/DHA和GSH/GSSH比值,增强了H⁺-ATPase和H⁺-PPiase 活性.表明外源GABA能加快叶绿体内活性氧代谢,促进AsA-GSH循环的运转,维持细胞膜的渗透性,进而缓解了盐碱胁迫引起的氧化伤害.