分子探针定量和定位分析种子吸涨早期活性氧的生成

借助活性氧发光分子探针,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,在不同年份的玉米种子吸胀早期,对其胚、淀粉和糊粉层细胞活性氧生成进行了定量和亚细胞定位分析.结果表明:胚细胞产生的活性氧最多,糊粉层细胞次之,淀粉细胞几乎不产生活性氧;而且胚细胞产生的活性氧主要定位在细胞内,细胞膜上不产生:糊粉层细胞产生的活性氧主要定位在细胞膜.这一种子吸涨早期活性氧生成机制的揭示,为化学发光检测种子活力提供了生理依据.     

植物体内活性氧的研究及其在植物抗逆方面的应用北大核心CSCD

活性氧(reactive oxygen species,ROS)是植物有氧代谢的副产物,同时环境胁迫也会使植物细胞中积累大量的活性氧。低浓度的活性氧可以作为信号分子存在,诱导防御基因的表达和植物对环境的适应反应。当逆境胁迫迫使植物细胞中产生大量活性氧时,就会导致细胞内的大分子物质及其他组分受损,阻碍植物的正常代谢和生长,甚至死亡。植物体内存在活性氧清除机制,可以在一定范围内维持活性氧的平衡。研究表明,利用植物体内自身的活性氧清除机制可以提高植物的抗逆性。对当前植物活性氧的研究动态进行概述,同时对植物活性氧清除机制在提高植物抗逆性方面的应用进行探讨。     

大麦幼苗活性氧与其他叶绿体信号的关系

以普通大麦幼苗为材料,用除草剂、光合电子传递链抑制剂、H2O2、活性氧清除剂、强光或叶绿素合成前体物质浸根处理,通过过氧化氢和超氧阴离子染色和rbcS基因Northern杂交检测,研究了活性氧在大麦叶绿体信号传导中的作用.结果显示:除草剂20μmol/L norflurazon(NF)处理明显造成大麦幼苗活性氧染色加重和rbcS基因受抑制,同时用活性氧的清除剂处理可以部分逆转rbcS基因的下调;光合电子传递链的抑制剂也明显造成活性氧染色加重和rbcS基因受抑制,同时用活性氧的清除剂处理可以完全逆转rbcS基因的下调;光合电子传递链抑制剂对糖饥饿诱导的rbcS基因上调有抑制作用,同时用活性氧的清除剂处理可以完全逆转此抑制作用;高浓度糖或叶绿体蛋白质合成抑制剂都不能引发活性氧,但可以显著抑制核编码光合基因.可见,除草剂NF引发的信号是镁原卟啉信号与活性氧信号的叠加,光合电子传递链的氧化还原状态改变引发的信号绝大部分可以归结为活性氧信号,而高浓度糖和叶绿体蛋白质合成引发的叶绿体信号与活性氧没有直接联系.     

细胞内活性氧与肿瘤

活性氧是细胞癌变过程中的重要角色：它本身能使DNA损伤,同时又促使致癌物质的产生并且许多致癌因子都是先诱导产生活性氧,然后通过活性氧起致癌作用的,但是另一方面,活性氧却有杀伤癌细胞和诱导细胞凋亡的能力许多抗癌药正是利用活性氧这一特点起作用的。     

活性氧簇在脑缺血-再灌注损伤中的损伤与保护作用

活性氧簇是细胞有氧代谢过程中产生的一类化学基团。线粒体是活性氧簇的主要生成位点。一般观点认为,在脑缺血-再灌注损伤过程中,活性氧簇发挥神经细胞损伤作用。活性氧簇不仅直接参与神经细胞氧化损伤过程,也可通过外源性途径和内源性途径,引起神经细胞凋亡。然而,除神经细胞损伤作用外,活性氧簇也可发挥神经细胞保护作用。活性氧簇可激活低氧诱导因子、核转录因子κB、PI3K/Akt通路和MAPK通路等,参与神经细胞存活机制,减轻神经细胞损伤。本文对活性氧簇在脑缺血-再灌注损伤中的双重作用进行综述。     

猪苓菌丝细胞活性氧的产生及其种类

用液体发酵的蜜环菌菌丝、菌丝细胞壁及发酵液作为激发子,分别处理猪苓菌丝,均可诱导猪苓菌丝活性氧的产生。活性氧产生量与激发子浓度具相关性。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶(CAT)、甘露醇均可在一定程度上抑制活性氧的产生,证明活性氧种类包括过氧化氢（H     

植物乙烯生物合成过程中活性氧的作用

大量的研究结果表明,活性氧参与植物乙烯生物合成过程具有明显的普遍性,超氧阴离子自由基是参与乙烯生物合成过程的主要活性氧。近年来研究的焦点主要从乙烯生物合成的关键调控酶ACC合酶及ACC氧化酶的酶活性、酶动力学特性、酶蛋白空间结构、酶基因表达水平等方面来阐明活性氧调控植物乙烯生物合成的机制。最新的研究表明：植物在各种正常或应激的生长条件下首先诱导了活性氧产生水平的变化,活性氧在基因或蛋白质水平上影响ACC合酶和ACC氧化酶的活性水平,从而调节乙烯的生物合成。本文首次综述了活性氧影响植物乙烯生物合成过程的最新研究进展,并对活性氧在植物乙烯生物合成中具有诱导与抑制并存的“双重性”作用进行了探讨。     

病原中的活性氧释放研究进展

活性氧的释放在动植物-病原菌互作过程中有着非常重要的作用.一般认为互作中的活性氧来源于动植物细胞生物膜中的氧化还原体系.但近年来随着互作研究的深入,发现动植物病原菌自身也有活性氧的释放以及复杂的调控系统,它们的活性氧释放能力很有可能与其致病性有一定的联系,并可能参与了互作,这些发现对深入了解动植物-病原菌的互作机制具有重要意义.概述了在细菌、真菌等多种动物病原菌中存在的活性氧释放现象,这些微生物活性氧产生的位点、相关功能分子以及调控机制,介绍了目前研究仍然较少但其潜在意义重大的植物病原菌中的活性氧释放现象、可能的调节机制和病理学意义.     

超氧物歧化酶（SOD）在植物逆境和衰老生理中的作用

在大气污染、低温、干旱、盐分、强光辐射等逆境胁迫及衰老进程中,植物体内活性氧的产生能力大于清除能力。相对过量的活性氧影响生物膜和其它生物大分子的结构或功能。SOD等活性氧清除剂具有维持活性氧代谢平衡、保护膜结构的功能。     

活性氧与植物细胞编程性死亡

在各种条件诱导的植物细胞编程性死亡(PCD)过程中都有活性氧的参与,H2O2和O2可能是参与PCD调节的最重要的活性氧.文中概述了活性氧与植物细胞编程性死亡的关系以及活性氧的生成调节和与其它一些信号物质之间可能的相互作用.     

遮荫对半夏叶片光合色素与保护酶活性的影响

对半夏进行不同程度遮荫处理,研究了其生长过程中叶组织的光合色素含量、叶绿素a/b值、保护酶体系(SOD、POD、CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化及其生理特性.结果表明:不同处理的半夏在生长过程中,光合色素的含量呈先升后降的趋势;与全光照相比,遮荫处理的叶绿素含量较高,叶绿素a/b值较低,类胡萝卜素含量在生长发育中早期较低而后期较高;SOD、POD、CAT活性呈由低到高再降低的趋势,MDA含量持续升高;遮荫处理的SOD、POD活性和MDA含量均低于全光照处理,CAT活性则表现为先高于后低于全光照处理.适度的遮荫可以提高半夏叶绿素的含量,降低膜系统受到的伤害,改善半夏的倒苗状况,为半夏叶片的生长提供较好的环境.     

红麻细胞质雄性不育系与保持系花药活性氧代谢差异比较

以红麻细胞质雄性不育系L23A及其保持系L23B为材料,比较其花药淀粉及可溶性糖含量变化并分析呼吸速率、活性氧产生速率、丙二醛(MDA)含量以及活性氧清除酶(POD、SOD)含量变化,来探讨活性氧伤害与红麻雄性不育的关系。结果表明:在小孢子发育的单核期,不育系呼吸速率与保持系差异不明显,但不育系花药O^-₂·含量高于保持系; 在双核期,不育系的呼吸速率明显低于其保持系,但不育系花药O^-₂·含量与保持系花药相近; 不育系在单核期和双核期的呼吸速率几乎没有变化,而保持系同一时期的呼吸速率呈明显增高趋势; 在不育系败育过程中,药隔维管组织中的大颗粒淀粉含量几乎不变,且不育系花药中的可溶性糖含量在单核期和双核期均低于保持系。推测是由于不育系花药中抗氰呼吸降低,一方面导致花药物质代谢和能量代谢的紊乱,不育系花药不能利用药隔组织中的淀粉粒,另一方面不能有效将细胞内过多电子通过抗氰呼吸传至O₂,引致不育花药中O^-₂·升高,从而导致MDA含量在单核期和双核期均高于保持系,同时POD的活性在单核期及双核期均低于保持系,而SOD活性在单核期高于保持系,在双核期则低于保持系。不育系花药在发育中,花药O^-₂·和MDA过量积累,以及SOD和POD酶活性降低,导致活性氧产生与清除失去平衡,花粉败育。     

Metabolism of reactive oxygen species in cotton cytoplasmic male sterility and its restoration

To elucidate reactive oxygen species (ROS) metabolism of cotton cytoplasmic male sterility and the effects of restorer gene on the metabolism of ROS, the metabolism changes in the production and scavenging of ROS and gene expression related to ROS-scavenging enzymes were investigated in the anther mitochondria of CMS line, maintainer line and hybrid F₁. During the abortion preliminary stage (sporogenous cell division stage), anthers of CMS line had a little higher superoxide (O₂ ⁻) production rate and hydrogen peroxide (H₂O₂) and malondialdehyde (MDA) contents than those of maintainer or hybrid F_1. Simultaneously, a little higher ROS contents might serve as a signal to increase the activity of superoxide dismutase (SOD) in anthers of CMS line to reduce the ROS damage to the anther development. But at the abortion peak (pollen mother cell meiosis stage), anthers of CMS line had extraordinarily higher ROS contents and lower ROS-scavenging enzymic activities compared with the hybrid F₁, during which the ROS contents and ROS-scavenging enzymic activities in hybrid F₁ were approximate to those of maintainer line. The expression of Mn-sod and apx mRNA in anther of CMS line was obviously inhibited when ROS produced with a great deal during anther abortion, however the gene expression in hybrid F₁ kept normal with the maintainer. Excessive accumulation of O₂^·−, H₂O₂ and MDA, significant reduction of ROS-scavenging enzymic activities and lower gene expression level of ROS-scavenging enzyme were coinstantaneous with male cells death in anthers of CMS line. But when the restorer gene was transferred into CMS line, excessive production of ROS could be eliminated in the anthers of hybrid F₁. The restorer gene likely plays an important role in keeping the dynamic balance between the production and elimination of ROS.     

Energy and Activated Oxygen Metabolisms in Anthers of Hubei Photoperiod-Sensitive Genic Male-Sterile Rice

The energy and activated oxygen metabolisms in male-sterile and fertile anthers of Hubei photoperiod-sensitive genic male-sterile rice (HPGMR)have been comparatively studied. Among the male-sterile anthers, lower total activities of cytochrome oxidase(COD), ATPase, peroxidase (POD), catalase (CAT) and superoxide dismutase(SOD) in six anthers of a spikelet were seen, which were equivalent to about 2–64%, 20–76%, 26–60%, 6–77%, 29–55%, respectively, of those of their fertile counterparts during different development stages of pollens. The sterile anthers lacked 1–5, 1, 1–2 isozyme bands of COD, POD and SOD, respectively, and also displayed lower content of ATP, higher contents of H202 and malondiald ehyde (MDA) and higher efficiency of O2- which were equivalent to about 14–77%, 152–424%, 153–238%, 230–340%, respectively, of those of their corresponding fertile ones. It is concluded that the physiological features of male-sterile anthers, viz. lower efficiency of oxidative phosphorylation, higher efficiency of O2 and H202 generation, weaker activity of scavenger system of activated oxygen and higher level of lipid peroxidation, are indicative of some relationship between abnormal energy, activated oxygen metabolisms in male-sterile anthers and male-sterility in HPGMR.     

两种生物型芦苇胚性悬浮培养物对渗透胁迫的生理响应 Ⅱ．抗氧化酶类活性的变化

渗透胁迫处理下,沙丘芦苇和沼泽芦苇培养细胞的H2O2含量变化不大,MDA含量随时间延长而降低。抗氧化酶中,沙丘芦苇的SOD、CAT、POD和APx的活力均显著高于沼津芦苇,显示出比沼泽芦苇更强的ROS清除能力。胁迫初期（0．5h-1d)沙丘芦苇细胞中主要表现出SOD、CAT活力的提高,胁迫2d后4种酶活力均明显被诱导。两种生态型芦苇的PEG适应性培养物APx及SOD酶活力显著提高,POD活性仅沼泽芦苇中升高。提示SOD、CAT主要参与沙丘芦苇在渗透胁迫下的短期响应,而APx与长期响应有关。     

高温对黄瓜幼苗膜脂过氧化作用的影响

经高温处理后,黄瓜幼苗ＭＤＡ含量显著增加,随着处理时间延长,ＭＤＡ含量不断增加,这说明幼苗的膜系统受到明显伤害。高温处理后,ＰＯＤ活性增强;其中对高温敏感的自交系Ｑ１０增加量较大,耐高温的自交系Ｔ９７增加较少。而高温处理有前后Ｔ９７的ＰＯＤ活性明显比Ｑ１０高。高温处理ｄ后,ＣＡＴ活性降低。同时ＳＯＤ活性逐渐降低,对高温敏感的自交系Ｑ１０降低低较严重。试验表明,保持较高膜保护酶的活性可以降低高温的危     

钙抑制剂对机械损伤胁迫下合作杨叶片活性氧代谢的影响

以1年生合作杨扦插苗为材料,研究了叶面喷施Ca2+通道阻断剂氯化镧(LaCl3)和Ca2+螯合剂EGTA预处理对机械损伤胁迫下合作杨叶片抗氧化酶活性、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量以及氧自由基(O2?-)产生速率的影响.结果显示,与对照相比,机械损伤胁迫下合作杨叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性均显著升高,活性氧水平和MDA含量显著增加;外源喷施EGTA和LaCl3降低了机械损伤胁迫下叶片SOD、POD、CAT和APX活性,减缓了O2?-产生速率,H2O2含量和MDA含量显著下降;且EGTA的抑制作用比LaCl3更强.研究表明,机械损伤胁迫诱导的活性氧代谢需要Ca2+的参与,Ca2+和活性氧在植物防御信号传递过程中密切相关;伤害诱导胞外Ca2+内流是胞内Ca2+浓度增加的重要来源.     

He-Ne激光处理不同时期蚕豆幼苗对抗氧化系统的影响

采用功率为3.50 mW/mm2的He-Ne激光处理不同时期蚕豆,研究其四叶期叶片中丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及同工酶谱的变化。结果表明,与对照相比,He-Ne激光处理不同时期蚕豆,MDA含量均显著降低,且各处理间没有显著差异;SOD、POD、CAT酶活性有不同程度提高。SOD、POD同工酶的酶谱在浸种24小时和胚芽露头期经激光处理后改变,在一叶期处理后没有改变;CAT同工酶谱没有变化;在一叶期处理的三种同工酶谱都没有改变。     

杂交稻及其三系叶片衰老过程中SOD、CAT活性和MDA含量的变化

对杂交水稻及其三系主茎第11叶叶片自然衰老过程中超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)含量的变化进行了研究,结果表明:叶片衰老过程中,SOD和CAT活性下降,MDA的含量增加,可作为衰老特征的叶绿素和可溶性蛋白质含量明显下降;SOD的活性和MDA的含量变化相对应;CAT活性大幅度下降与SOD之间的不平衡,致使O_2~-代谢中间产物累积而引起膜的损伤。不育系的衰老进程比杂交水稻、恢复系和保持系慢,其SOD和CAT活性明显高于其它三者,可能是不育系不易早衰的原因之一。     

夜间低温胁迫对番茄叶片活性氧代谢及AsA-GSH循环的影响

以番茄品种‘辽园多丽’为试材,利用人工气候室模拟设施生产中的夜间低温胁迫环境,研究9℃和6℃夜低温对番茄叶片活性氧代谢和AsA-GSH循环的影响。结果显示:9℃和6℃夜间低温胁迫3～9d可诱导番茄叶片中超氧阴离子(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量上升;抑制过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,增加超氧化物歧化酶(SOD)和AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,并提高还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量。研究表明,在夜间低温胁迫过程中,增加的番茄叶片中SOD活性和AsA-GSH循环清除活性氧的能力并未与氧还原的速率一致,从而导致番茄叶片中活性氧的累积,使细胞膜系统受到一定破坏,在6℃处理的植物中尤为明显。