三价铁螯合物还原酶在香橙和枳中的表达

用耐缺铁的香橙 (CitrusjunosSieb .exTanaka)和极不耐缺铁的枳 (Poncirustrifoliata (L .)Raf.) ,在铁胁迫条件下对根的三价铁螯合物还原酶活性变化和酶基因的表达情况进行了研究。离体根的酶活性测定表明 ,在铁胁迫 4周时 ,香橙根的酶活性增强约 2 0倍 ,枳仅增强约 3倍。用拟南芥的三价铁螯合物还原酶基因作探针进行组织印迹的Northern杂交检测香橙和枳三价铁螯合物还原酶的mRNA ,在铁胁迫 2周时 ,香橙吸收根、幼茎和新叶中均检测到强烈的表达信号 ,而枳相同器官的表达信号则极其微弱。实验结果表明 ,三价铁螯合物还原酶活性在缺铁胁迫下被诱导强烈增加是香橙耐缺铁的重要原因 ,该酶活性的调控发生在转录水平上 ,而且该酶基因在诱导条件下在根、茎和叶中均有表达。     

三价铁螯合物还原酶在香橙和枳中的表达

用耐缺铁的香橙(Citrus junos Sieb. ex Tanaka)和极不耐缺铁的枳(Poncirus trifoliata (L.) Raf.),在铁胁迫条件下对根的三价铁螯合物还原酶活性变化和酶基因的表达情况进行了研究.离体根的酶活性测定表明,在铁胁迫4周时,香橙根的酶活性增强约20倍,枳仅增强约3倍.用拟南芥的三价铁螯合物还原酶基因作探针进行组织印迹的Northern杂交检测香橙和枳三价铁螯合物还原酶的mRNA,在铁胁迫2周时,香橙吸收根、幼茎和新叶中均检测到强烈的表达信号,而枳相同器官的表达信号则极其微弱.实验结果表明,三价铁螯合物还原酶活性在缺铁胁迫下被诱导强烈增加是香橙耐缺铁的重要原因,该酶活性的调控发生在转录水平上,而且该酶基因在诱导条件下在根、茎和叶中均有表达.     

缺铁胁迫下4种果树砧木中三价铁螯合物还原酶基因的表达

用活力染色法观测 4种果树砧木中FCR基因表达的结果表明 ,小金海棠 (M .xiaojinensis)和香橙 (C .junos)在缺铁胁迫下根吸收区FCR活性明显增强 ,增强幅度显著强于丽江山荆子 (M .rockii)和枳 (P .trifoliata)。用拟南芥的FCR基因 (FRO2 )做探针 ,进行组织印迹的RNANorthern杂交。结果表明 ,在缺铁胁迫下 ,在小金海棠和香橙中均有与FRO2类似基因的强烈表达 ,而在同样胁迫条件下的枳和丽江山荆子中表达却很微弱。这种分子水平上的反应与通常所熟知的生理反应是一致的 ,说明小金海棠和香橙忍耐缺铁环境的生理机制和分子基础类似 ,FCR在它们忍耐缺铁的生化反应中起着非常重要的作用 ,FCR基因在 4种果树砧木中的表达水平高低与它们忍耐缺铁的能力呈现正相关。并且 ,在小金海棠和香橙的根、茎、叶等营养器官的特定组织细胞中 ,均能检出高水平的FCR基因转录产物 ,表明耐缺铁能力强的小金海棠和香橙体内存在高效的铁运输和利用机制     

西府海棠(Malus micromalus)MaMAPK基因的克隆及表达特性

依据高等植物MAPK基因的保守区设计简并引物,用 RT-PCR方法,首次从西府海棠幼苗叶片中克隆了促分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)基因(MaMAPK)的cDNA全序列.Southern杂交结果表明在西府海棠中存在一个小的MAPK基因家族.20%PEG处理西府海棠幼苗不同时间后的Northern杂交分析表明,该基因在根系和叶片中均有表达,随着胁迫时间延长表达量增加,说明西府海棠MaMAPK基因在转录水平上受水分胁迫诱导表达.     

小金海棠和山定子幼苗根自由空间铁累积量和活化量

不同基因型苹果幼苗根系自由空间铁累积量和活化利用能力不同。在缺铁胁迫条件下,抗缺铁的苹果基因型小金海棠幼苗与对缺铁敏感的山定于幼苗相比,根系自由空间铁累积量大,且它对此铁库的活化利用能力强。此外,供给铁源不同,在植物根中形成的自由空间铁库大小就不同;不同植物基因型对此铁库的活化利用能力也不同,因此,根自由空间铁库的大小及植物对该铁库中铁的活化能力大小可作为不同基因型苹果铁营养效率的筛选指标。     

小金海棠和山定子幼苗根自由空间铁累积量和活化量

不同基因型苹果幼苗根系自由空间铁累积量和活化利用能力不同,在缺铁胁迫条件下,抗缺铁的苹果基因型小金海棠幼苗与对缺铁敏感的山定子幼苗相比,根系自由空间铁累积量大,且它对此铁库的活化利用能力强。     

黄瓜叶片对草酸铁的还原作用

铁还原作用在植物叶片对铁素吸收及利用过程中起关键作用.本研究表明相对于其它几种常用的铁螯合物如二乙基四乙酸铁(FeⅢEDTA)或柠檬酸铁,草酸铁更有利于黄瓜活体叶片及铁还原酶的作用,即表现出更高的铁还原活力.缺铁降低了黄瓜叶片中的铁还原活性.缺铁时叶片中的草酸含量不受影响,而富含在石灰性缺铁土壤中的碳酸氢根离子能使叶片中草酸含量显著提高.     

黄瓜叶片对草酸铁的还原作用

铁还原作用在植物叶片对铁素吸收及利用过程中起关键作用。本研究表明：相对于其它几种常用的铁螯合物如二乙基四乙酸铁（Fe^ⅢEDTA）或柠酸铁,草酸铁更有利于黄瓜活体叶片及铁还原酶的作用,即表现出更高的铁还原活力。缺铁降低了黄瓜叶片中的铁还原活性。缺铁时叶片中的草酸含量不受影响,而富含在石灰性缺铁土壤中的碳酸氢根离子能使叶片中草酸含量显著提高。     

植物ZIP基因家族铁载体蛋白基因研究进展

主要概述了植物ZIP基因家族铁载体蛋白基因研究的最新进展。从结构和功能上介绍了铁载体蛋白基因IRT1、IRT2、LeIRT1、LeIRT2、P5RIT1和O5IRT1。应用Clustal X序列分析软件,对6个铁载体蛋白基因在蛋白质水平上比较后发现,与IRT1基因蛋白质序列有较高的同源性。植物ZIP基因家族铁载体蛋白基因主要受缺铁胁迫条件的诱导,在根部表达。表达的量与环境中的铁含量、时间、温度、光照等因素有关。铁载体蛋白基因在转录和转录后水平上被环境中的铁含量和植物体内的铁营养水平综合调控。转铁载体蛋白基因植物表现出较强的抗缺铁能力,预示其在农业生产上有广阔的应用前景。     

白念珠菌高铁还原酶FRP1基因的功能

白念珠菌((Candida albicans)获得铁的能力影响细胞的生长和毒力,高铁还原酶是白念珠菌高亲和铁吸收系统的重要组成部分.[目的]构建高铁还原酶FRP1(Ferric reductase protein)基因缺失突变株,对FRP1基因功能进行初步研究.[方法]使用Northem杂交的方法分析FRP1基因在缺铁和富铁条件下的表达.利用PCR介导的基因敲除技术构建frp1缺失突变株,并且对野生型和缺失突变株在细胞高铁还原酶活性以及缺铁条件下的生长情况进行比较分析.[结果]缺铁条件可以诱导FRP1基因的表达.frp1缺失突变株不能在铁缺陷的固体培养基上生长.[结论]FRP1蛋白可能是白念珠菌在缺铁条件下起主要作用的高铁还原酶.     

Induction of root Fe(lll) reductase activity and proton extrusion by iron deficiency is mediated by auxin-based systemic signalling in Malus xiaojinensis

Iron is a critical cofactor for a number of metalloenzymes involved in respiration and photosynthesis, but plants often suffer from iron deficiency due to limited supplies of soluble iron in the soil. Iron deficiency induces a series of adaptive responses in various plant species, but the mechanisms by which they are triggered remain largely unknown. Using pH imaging and hormone localization techniques, it has been demonstrated here that root Fe(III) reductase activity and proton extrusion upon iron deficiency are up-regulated by systemic auxin signalling in a Fe-efficient woody plant, Malus xiaojinensis. Split-root experiments demonstrated that Fe-deprivation in a portion of the root system induced a dramatic increase in Fe(III) reductase activity and proton extrusion in the Fe-supplied portion, suggesting that the iron deficiency responses were mediated by a systemic signalling. Reciprocal grafting experiments of M. xiaojinensis with Malus baccata, a plant with no capability to produce the corresponding responses, indicate that the initiation of the systemic signalling is likely to be determined by roots rather than shoots. Iron deficiency induced a substantial increase in the IAA content in the shoot apex and supplying exogenous IAA analogues (NAA) to the shoot apex could mimic the iron deficiency to trigger the corresponding responses. Conversely, preventing IAA transport from shoot to roots blocked the iron deficiency responses. These results strongly indicate that the iron deficiency-induced physiological responses are mediated by systemic auxin signalling.     

Sequence Diversity and Enzyme Activity of Ferric-Chelate Reductase LeFRO1 in Tomato

Ferric-chelate reductase which functions in the reduction of ferric to ferrous iron on root surface is a critical protein for iron ho- meostasis in strategy I plants. LeFROI is a major ferric-chelate reductase involved in iron uptake in tomato. To identify the natural variations of LeFRO1 and to assess their effect on the ferric-chelate reductase activity, we cloned the coding sequences of LeFRO1 from 16 tomato varieties collected from different regions, and detected three types of LeFRO1 （LeFRO1MM, LeFRO1Ailsa and LeFRO1Monita） with five amino acid variations at the positions 21, 24, 112, 195 and 582. Enzyme activity assay revealed that the three types of LeFRO1 possessed different ferric-chelate reductase activity （LeFRO1AiISa 〉 LeFRO1MM 〉 LeFRO1M~nita）. The 112th amino acid residue Ala of LeFRO1 is critical for maintaining the high activity of ferric-chelate reductase, because modification of this amino acid resulted in a significant reduction of enzyme activity. Further, we showed that the combination of the amino acid residue lie at the site 24 with Lys at the site 582 played a positive role in the enzyme activity of LeFRO1. In conclusion, the findings are helpful to understand the natural adaptation mechanisms of plants to iron-limiting stress, and may provide new knowledge to select and manipulate LeFRO1 for improving the iron deficiency tolerance in tomato.     

钙对盐胁迫下小金海棠幼苗生物量及抗氧化系统的影响

本文以1/2Hoagland营养液栽培的小金海棠为试材, 研究70 mmol·L-1的NaCl胁迫下, 钙对小金海棠幼苗生物量、超氧自由基（O2 ）产生速率、丙二醛（MDA）含量、电解质相对渗透率、抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性及可溶性蛋白含量的影响。结果表明, 盐胁迫下, 小金海棠幼苗生物量显著低于对照, 根系和叶片的O2 产生速率、MDA含量、电解质相对渗透率、抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量显著高于对照。盐胁迫下, 与不加钙处理相比, 加钙处理显著降低了小金海棠幼苗O2 产生速率、MDA含量及电解质相对渗透率, 显著提高了生物量、抗氧化酶和可溶性蛋白的含量, 10 mmol·L-1 CaCl2处理的效果显著好于30 mmol·L-1处理的。综上可知, 盐胁迫下小金海棠幼苗的生长受到抑制, 外源施钙可以减轻盐胁迫对幼苗造成的伤害, 提高幼苗对盐胁迫的适应能力。