环境胁迫对大麦幼苗一氧化氮释放的影响

采用化学发光法定量研究了高温、干旱、盐和重金属(镉和铜)等几种环境胁迫对大麦幼苗内源一氧化氮(NO)释放量的影响.结果表明:短期高温处理可诱导大麦幼苗内源NO释放上升,长期处理则降至对照水平;短期高浓度聚乙二醇6000(25%,30%)处理使植株NO释放量显著增加,但随干旱胁迫时间延长NO释放量有所下降;短期盐胁迫使植株NO释放量增加,长期处理则因盐度不同而有所差异,表现为中低盐度下(≤400 mmol·L-1)植株NO释放与对照水平相当,而高盐度下(≥600 mmol·L-1)植株NO释放则始终维持较高水平;短期重金属镉和铜处理植株后,植株NO释放与对照差异不大,长期镉处理后,植株NO释放显著升高,而长期铜处理只在低浓度下出现释放高峰.这些结果表明环境胁迫可诱导植物体内NO产生,其NO释放量与胁迫强度和作用时间有一定相关性.     

NO对盐胁迫下苜蓿根系生长抑制及氧化损伤的缓解效应

以"甘农4号"苜蓿品种为材料,采用水培法,用NO供体硝普钠(SNP)、硝普钠类似物亚铁氰化钠(不产生NO)、NO特异清除剂c-PTIO、一氧化氮合酶(NOS)活性抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂(L-NAME)、硝酸还原酶(NR)活性抑制剂钨酸盐处理苜蓿植株,研究NO对盐胁迫下苜蓿幼苗根系生长、根系活力、根系中渗透调节物质、膜脂过氧化、活性氧含量及抗氧化酶活性等的影响,探讨NO调控苜蓿幼苗根系耐盐性的生理机制。结果表明:盐胁迫下SNP处理提高了根系活力,促进了苜蓿幼苗根系生长,降低游离脯氨酸含量,促进可溶性蛋白含量增加;增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高还原型抗坏血酸(As A)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,降低过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)含量、超氧阴离子(O·-2)产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量;同时,SNP处理显著促进了苜蓿幼苗根系内源NO的积累。NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿根系各项生理生化指标无明显影响;盐胁迫下添加c-PTIO、L-NAME和钨酸盐进一步降低了苜蓿幼苗根系活力和根系生长,抑制了根系抗氧化系统活性,加剧了根系膜脂过氧化作用,降低了内源NO积累,添加SNP则能缓解该抑制效应;表明外源SNP处理能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,且通过NOS和NR途径产生的内源NO也可能在苜蓿根系适应盐胁迫的调节中起关键作用;该研究结果为苜蓿耐盐机制及NO在苜蓿耐盐育种、化学调控和盐碱地栽培利用等提供了理论依据。     

增强UV-B对蛋白核小球藻中NO释放的影响

研究了蛋白核小球藻在增强UV—B辐射下NO信号的产生。结果表明：NO释放量与UV—B的强度相关。在藻类细胞培养液中加入NOS的竞争性抑制剂硝基精氨酸(LNNA),不能抑制NO的释放。加入NO清除剂乙酰半胱氨酸(NAC),能明显减少NO的释放。在无氮和有氮培养基中NO同样的释放。这些结果说明NO生成途径不经过依赖L-精氨酸的NOS和依赖NO3^-和硝酸还原酶,NO的底物不是L-精氨酸和NO3^-在无氮和有氮培养基中同样有NO3^-的形成,NAC减少NO2^-的释放,说明生成了NO2^-有可能是NO释放后生成的。     

氯化镉胁迫下葡萄根、叶内源一氧化氮和活性氧的生成

以‘泽香’葡萄扦插苗为试材,在水培条件下,研究了氯化镉(CdCl2)处理下葡萄根系和叶片内源一氧化氮(NO)、活性氧(ROS)的生成规律,以及根系丙二醛(MDA)含量与根系活力的变化.结果表明:在0～1 mmol.L-1范围内,随着CdCl2处理浓度的增加,葡萄扦插苗根系和叶片NO含量、一氧化氮合酶(NOS)活性和根系活力先升高后下降;CdCl2浓度为0.01mmol.L-1时,根系NO含量和NOS活性分别提高51%和63%,超过0.1 mmol.L-1时则显著下降;CdCl2浓度为0.01和0.05 mmol.L-1时,叶片NO含量和NOS活性显著提高.0.5和1.0 mmol.L-1的CdCl2处理显著提高了根系O2.-产生速率、H2O2含量和MDA含量;同浓度CdCl2处理下,叶片中O2.-产生速率明显低于根系O2.-,而H2O2含量明显高于根系.     

干旱胁迫对甘薯苗期根系分化和生理特性的影响

以‘济薯26’和‘广薯87’为试验材料,采用砂培试验方法,以10%浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,动态研究了干旱胁迫对甘薯发根分枝结薯期的3个不同阶段根系形态、内源激素、叶绿素荧光和活性氧代谢的影响.结果表明: 不同时期干旱胁迫均导致甘薯生物量显著降低,影响程度为移栽后第10天＞第20天＞第30天.与正常供水相比,移栽后10 d干旱胁迫导致甘薯平均直径和根体积下降幅度最大,其次是移栽后20 d,最后是移栽后30 d.双因素分析表明,不同时期和干旱胁迫显著影响了根系形态特征,且交互效应显著.不同时期干旱胁迫均显著降低了甘薯功能叶的叶绿素荧光特性,导致光合产物形成受阻,进而抑制了甘薯根系的分化.不同时期干旱胁迫均导致根系中促生长激素(吲哚乙酸和玉米素核苷)含量显著下降,抑制生长激素(脱落酸)含量显著上升,以及激素间比例失衡,从而抑制甘薯根系分化,且胁迫时间越早,甘薯根系分化受阻越严重.其中,济薯26根系分化受阻的严重程度显著低于广薯87.逐步回归分析表明,根内源激素和叶绿素荧光是影响平均直径和根体积的关键指标(R分别为0.936和0.972);通径分析表明,对甘薯平均直径和根体积的影响直接作用系数较大的是玉米素核苷、最大光化学效率和脱落酸.甘薯的水分临界期在发根分枝结薯期,其中移栽后第10天对干旱胁迫更敏感.在实际生产中,应加强栽苗后缓苗水分的供应.     

干旱条件下钙离子对一氧化氮诱导黄瓜不定根发生的影响

以黄瓜品种‘新春4号’为材料,研究干旱胁迫下一氧化氮(NO)和钙离子(Ca²⁺)处理下黄瓜的生根指标、内源Ca²⁺荧光强度以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX)活性,分析干旱条件下黄瓜不定根发生过程中NO和Ca²⁺之间的关系.结果表明: 200 μmol·L^-1 氯化钙(CaCl₂)和0.05%聚乙二醇(PEG)共处理显著提高了干旱条件下黄瓜不定根的根长和根数;添加Ca²⁺螯合剂(EGTA)和通道抑制剂(BAPTA/AM)处理显著降低了干旱条件下NO诱导的不定根根数和根长.干旱条件下,NO和CaCl₂处理提高了黄瓜下胚轴内源Ca²⁺荧光强度;而NO清除剂(cPTIO)处理的Ca²⁺荧光强度显著低于NO处理.干旱条件下,NO和CaCl₂处理显著提高了黄瓜下胚轴抗氧化酶活性;而Ca²⁺抑制剂或螯合剂处理显著降低了NO诱导的抗氧化酶活性.由此可见,干旱条件下Ca²⁺参与了NO调控黄瓜抗氧化酶活性,缓解了干旱胁迫对不定根形成产生的伤害,进而促进了不定根的发生.     

外源NO对瓶插期间的月季切花中内源激素含量的影响

以硝普钠（SNP）为一氧化氮供体,研究NO及其清除剂2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-羟-3-氧（PTIO）影响月季瓶插期间的生理指标和内源激素含量的结果表明：0.1mmol.L-1SNP释放的NO抑制月季切花瓶插期间花瓣中内源乙烯释放速率和ABA含量的升高,延缓IAA含量的下降,并保持组织中相对较低的ZR和GA水平。PTIO则可促进花瓣中的乙烯、ABA、ZR和GA含量的升高和IAA含量的下降。     

NO对植物生长发育的调控机制

一氧化氮(NO)是具有生物活性和信号转导作用的易扩散分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发、叶片扩展、根系生长、逆境生理以及细胞的程序性死亡等具有直接的生理调节功能,而且作为防御反应中的关键信使．参与了植物对外界环境胁迫的应答。近期研究表明,NO与激素在调节植物的生理活动与信号转导方面有明显的协同作用,通过激素起作用可能是植物内源NO作用的机理之一。本文主要通过对NO的产生及其对生理活动的调节机制和在代谢中的信号转导作用等方面来阐述NO在植物生长发育中的作用。     

microRNA参与植物次生代谢与非生物胁迫的调控

微RNA(microRNA,miRNA)为广泛存在于真核生物中的约16 ～ 29个核苷酸长度的内源非编码单链RNA分子,在植物中参与细胞增殖、分化、代谢、器官形成以及抵御盐、温度、干旱、重金属胁迫等方面的调节.植物miRNA主要通过对靶基因降解或抑制靶基因的表达,影响植物的生长发育.目前对miRNA的产生与调控方式的研...     

水曲柳幼苗根系吸收不同形态氮的动力学特征

采用常规耗竭法研究水曲柳幼苗根系吸收不同形态氮素特征的结果表明:二年生水曲柳幼苗根系对NO3-和NH4 离子的亲和力比一年生幼苗要小许多,二年生幼苗对氮素的吸收优势比较明显;苗木根系吸收NH4 离子的最大吸收速率(Imax)均大于对N03一的吸收,而米氏常数(Km)则相反;在低浓度范围内随着NO3-浓度的增加,根系吸收NO3-的速率增大并趋稳定:NH4 的存在明显抑制根系对NO3-吸收,其对一年生幼苗的影响大于二年生幼苗.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism