NaHCO3胁迫下星星草根中Ca2＋与Ca2＋-ATPase的超微细胞化学定位

利用焦锑酸盐和磷酸铅沉淀技术分别对NaHCO3胁迫条件下星星草（Puccinellia tenuiflora）根中Ca2＋和Ca2＋-ATPase进行超微细胞化学定位研究,旨在进一步探讨Ca2＋在NaHCO3胁迫诱导胞内信号转导过程中的作用,以及Ca2＋-ATPase活性定位变化与NaHCO3胁迫下星星草抗盐碱能力的关系。结果表明：在正常状态下,根毛区细胞质内Ca2＋较少,主要位于质膜附近和液泡中,Ca2＋-ATPase主要定位于质膜和液泡膜,有一定活性。在0.448%NaHCO3胁迫下,根毛区细胞质中Ca2＋增多,液泡中Ca2＋减少,且主要集中于液泡膜附近,质膜和液泡膜Ca2＋-ATPase活性明显升高。在1.054%NaHCO3胁迫下,细胞质中分布的Ca2＋增多,而液泡中Ca2＋极少,Ca2＋-ATPase活性也降低。以上结果表明,Ca2＋亚细胞定位和Ca2＋-ATPase活性变化在星星草响应NaHCO3胁迫的信号传递过程中具有重要作用。     

高温胁迫对花生幼苗光合速率、叶绿素含量、叶绿体Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase及Ca2+分布的影响

将水培后盆栽的花生幼苗,置于培养箱42℃高温培养,定时测定幼苗叶光合速率、叶绿素含量和叶绿体Ca²⁺-ATPase、Mg²⁺-ATPase的相对活性,并观察幼叶细胞内Ca²⁺分布的变化。试验结果表明：高温胁迫过程中,光合速率及叶绿素含量都随处理时间的延伸而下降,并呈显著正相关;叶绿体Ca²⁺-ATPase和Mg²⁺-ATPase高温胁迫过程中相对活性呈先升后降趋势,Ca²⁺-ATPase热敏性高于Mg²⁺-ATPase;高温胁迫过程中,Ca²⁺具有从胞外转运到胞质内和叶绿体中的趋势,Ca²⁺能够稳定高温胁迫下叶肉细胞膜和叶绿体的超微结构。     

草莓果实成熟过程中细胞Ca2+-ATPase活性的变化

‘春星’草莓果实成熟时,总糖和花青苷含量增加,呼吸速率也显著升高;同时,细胞溶质Ca2+-ATPase活性和微粒体膜的Ca2+-ATPase总活性变化具有相似的特点,即先升高,至粉红期达到高峰,全红期又下降,在微粒体膜中以质膜Ca2+-ATPase占的比例最高。抑制质膜Ca2+-ATPase活性的Na3VO4能促进草莓果实花青苷积累、降低可溶性总糖含量,但对呼吸速率的影响则因草莓果实成熟度不同而异。     

豚鼠精子质膜Ca2+ -ATPase活性与精子顶体反应关系的研究

用生化测定法首次证实豚鼠精子质膜Ca²⁺-ATPase活性在精子获能和顶体反应过程中显著下降.Ca²⁺-ATPase抑制剂利尿酸(ethacrynic acid)抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性,但钙调素(50μg/mL)的拮抗剂三氟拉嗪(TFP,200～500μmol/L)对该酶活性没有影响,说明钙调素不直接参与精子依赖于ATP的Ca²⁺的主动泵出.但钙调素与精子的Ca²⁺内流有关,钙调素拮抗剂TFP显著促进精子顶体反应和精子对Ca²⁺的摄入.Ca²⁺-ATPase抑制剂栎皮酮(quercetin)、原钒酸钠(sodiumorthovandate)、利尿磺胺(furosemide)和利尿酸均显著促进豚鼠精子的顶体反应,但却抑制精子对Ca²⁺的摄入,这无法用它们对质膜Ca²⁺-ATPase活性的抑制作用解释.推测这可能是由于Ca²⁺-ATPase抑制剂在抑制质膜Ca²⁺-ATPase活性的同时也抑制了顶体外膜或线粒体外膜上的该酶的活性,导致Ca²⁺在细胞质内的积累,进而通过负反馈机制抑制Ca²⁺进一步内流所致.另外,Ca²⁺-ATPase抑制剂对糖酵解的抑制作用也可能是Ca²⁺在细胞质中积累和抑制精子Ca²⁺摄入的原因.     

高温胁迫对花生幼苗光合速率、叶绿素含量、叶绿体Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase及Ca2+分布的影响

将水培后盆栽的花生幼苗,置于培养箱42℃高温培养,定时测定幼苗叶光合速率、叶绿素含量和叶绿体Ca2 -ATPase、Mg2 -ATPase的相对活性,并观察幼叶细胞内Ca2 分布的变化。试验结果表明:高温胁迫过程中,光合速率及叶绿素含量都随处理时间的延伸而下降,并呈显著正相关;叶绿体Ca2 -ATPase和Mg2 -ATPase高温胁迫过程中相对活性呈先升后降趋势,Ca2 -ATPase热敏性高于Mg2 -ATPase;高温胁迫过程中,Ca2 具有从胞外转运到胞质内和叶绿体中的趋势,Ca2 能够稳定高温胁迫下叶肉细胞膜和叶绿体的超微结构。     

Ca2+预处理对热胁迫下辣椒叶肉细胞中Ca2+-ATP酶活性的影响

在常温下生长的辣椒(Capsicum annum L.)叶肉细胞中Ca2+-ATP酶主要分布于质膜、液泡膜上,叶绿体的基质和基粒片层上也有少量分布;在40℃下热胁迫不同的时间,酶活性逐渐下降,直至叶绿体超微结构解体.同样条件下,经过Ca2+预处理后,分布在上述细胞器膜或片层上的酶活性大大提高,表明Ca2+预处理对该酶活性具有激活作用;Ca2+预处理对热胁迫下的超微结构的完整性具有一定的保护作用,并且能使Ca2+-ATP酶在热胁迫下维持较高活性.结果表明,Ca2+预处理增强辣椒幼苗的抗热性,可能与其稳定细胞膜、从而使Ca2+-ATP酶在热胁迫下保持较高活性有一定关系.     

三唑磷对小白菜中可溶性蛋白质及SOD、CAT、Ca2＋-ATPase和Mg2＋-ATPase活性的影响

使用一定浓度三唑磷农药喷洒小白菜后,测定7d中其体内可溶性蛋白质及抗氧化酶如SOD、CAT、和蛋白酶Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase的含量变化。结果表明．喷药后可溶性蛋白质在第2-4天含量相对于对照组减小,随后呈上升趋势：SOD和CAT在第2～6天均高于对照;而Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase第1～4天与对照相差不大,第5、6天略高于对照;第7天各物质都基本还原到与对照接近或持平。说明三唑磷喷洒后致使植物体内产生了大量氧自由基,进而诱导细胞内防御活性氧自由基毒害的物质产生。为食品卫生检测提供了一个参考标准．     

外源脯氨酸（Pro）对茶菱抗Cd2+胁迫能力的影响

以高等水生植物茶菱（Trapella sinensis Olive）为材料,研究了外施不同浓度的脯氨酸（Pro）对Cd²⁺毒害的缓解效应。结果表明,茶菱体内Pro含量在单一Cd²⁺毒害下明显增加,外施Pro后,显著降低;叶绿素和可溶性蛋白含量在单一Cd²⁺毒害下大幅下降,外施Pro后,失绿症状有所减轻;保护酶（SOD、CAT、POD）系统在单一Cd²⁺毒害下比例失调,平衡被打破,活性下降,外施Pro后,SOD、POD活性较对照升高,CAT持平,其比例维持在正常范围内;O^－₂产生速率在单一Cd²⁺毒害下大大加快,外施Pro后,其产生速率恢复正常水平;丙二醛（MDA）含量在单一Cd²⁺毒害下积累加剧,外施Pro后,积累程度有所降低。因此,外源Pro可以通过减轻叶绿素和可溶性蛋白的降解,促进蛋白合成,减缓MDA积累,降低O^－₂产生速率,增强保护酶活性来增强植物对重金属胁迫的抗性,增强植物对逆境的适应能力。本实验中Pro作用的最佳浓度范围为40~60 mg·L^-1。     

蚕豆叶片中水分胁迫诱导ABA积累的触发机制

水分胁迫诱导ABA积累过程是植物逆境信息传递的核心问题,水分胁迫诱导ABA积累的触发实质上是水分胁迫原初信号的识别、转导过程.以蚕豆叶片为材料,对甘露醇胁迫诱导ABA积累的触发机制进行了研究.结果表明,890mmol/kg渗透浓度的甘露醇处理可导致离体叶片组织中ABA浓度增加5倍以上,而原生质体中ABA浓度增加幅度不足40%;与离体叶片组织一样,水分胁迫可导致游离细胞中ABA大幅度增加,游离细胞中ABA积累幅度比原生质体高10倍以上,表明水分胁迫下ABA积累的触发过程和细胞质膜与细胞壁的相互作用密切相关.Ca²⁺螯合剂EGTA及Ca²⁺通道激活剂A23187对水分胁迫诱导的ABA积累没有影响;细胞骨架的抑制剂秋水仙碱和细胞松弛素B对水分胁迫诱导的ABA积累也没有任何影响.有趣的是,一种不能穿越细胞质膜的蛋白质巯基试剂PCMBS( p-chloromercuriphenyl- sulfonic acid)可有效地抑制水分胁迫诱导的ABA积累,说明细胞质膜的某种蛋白参与了水分胁迫诱导ABA积累的触发过程,并且该蛋白细胞质膜外侧的功能区域可能具有巯基存在.     

猪脑突触体质膜(Ca2+-Mg2+)-ATPase的分离纯化与性质

以猪脑为材料,经匀浆、差速离心、蔗糖密度梯度离心分离突触体. 低渗破膜得到突触体膜. Triton X-100增溶后,经钙调蛋白亲和层析可得去脂的质膜Ca²⁺-ATPase. 用大体积亲和柱和大体积低Ca²⁺淋洗液淋洗,可得产率、纯度和活性均较高的质膜Ca²⁺-ATPase. 与大豆磷脂保温后,去脂的Ca²⁺-ATPase的水解活力可恢复达3.32 μmol/(mg·min).SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳银染显示单一蛋白质带,分子质量约为140 ku,纯度在90%以上. 不同Ca²⁺浓度明显影响酶的活力.     

差异显示技术研究NaHCO3胁迫下星星草基因表达

用差异显示技术研究NaHCO3胁迫下星星草(Puccinellia tenuiflora)基因的表达.经Reverse Northern检测,获得了7个差异表达的基因片段.其中,6个为胁迫后诱导表达,1个为胁迫后抑制表达.序列同源性分析表明,胁迫诱导表达的6个基因片段中,1个与钙依赖性蛋白激酶(CDPKs)基因同源性较高,其余5个可能为新序列,胁迫后抑制表达的基因片段与假定的adaptor蛋白基因同源性较高.本研究为进一步研究星星草的抗盐机理奠定了基础.     

毛竹"韧皮部结"发育过程中Ca2+-ATP酶的超微定位

用电镜和细胞化学技术对毛竹[Phyllostachys edulis（Carr.）H.De Lehaie]节部“韧皮部结”发育过程中Ca^2＋-ATP酶进行了超微细胞化学定位研究.结果显示：在“韧皮部结”形成期,仅细胞质膜和细胞核上具有很高的Ca^2＋-ATP酶活性;随着“韧皮部结”的发育,发育期细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较形成期有所降低,而细胞核上仍保持较高的Ca^2＋-ATP酶活性,胞间连丝、运输小泡膜上都具有Ca^2＋-ATP酶活性;发育后期,液泡膜及内质网上也开始出现Ca^2＋-ATP酶沉积物;成熟期的“韧皮部结”细胞质膜上的Ca^2＋-ATP酶活性较发育期有所升高,并且在“韧皮部结”成熟的过程中,细胞核、内质网、胞间连丝、质体膜和细胞质降解物上始终都有较高的Ca^2＋-ATP酶活性.实验结果表明“韧皮部结”细胞具有活跃的生理代谢以及频繁的共质体运输和信息交流.     

差异显示技术研究NaHCO3 胁迫下星星草基因表达

用差异显示技术研究NaHCO3胁迫下星星草(Puccinellia tenuiflora)基因的表达。经Reverse Northern检测, 获得了7个差异表达的基因片段。其中, 6个为胁迫后诱导表达, 1个为胁迫后抑制表达。序列同源性分析表明, 胁迫诱导表达的6个基因片段中, 1个与钙依赖性蛋白激酶(CDPKs)基因同源性较高,其余5个可能为新序列, 胁迫后抑制表达的基因片段与假定的adaptor蛋白基因同源性较高。本研究为进一步研究星星草的抗盐机理奠定了基础。     

cDNA微阵列技术研究NaHCO3胁迫下星星草基因表达谱

为研究NaHCO3胁迫下星星草基因的表达,分别将荧光染料Cy5-dCTP和Cy3-dCTP用反转录方法标记在处理和对照星星草cDNA上制成探针,并与载有星星草基因的cDNA芯片进行杂交。通过对芯片的杂交信号强度分析来研究基因的表达情况。分析结果显示,共有25个基因在NaHCO3胁迫处理前后差异表达,其中17个基因在NaHCO3胁迫下表达下调,8个基因在NaHCO3胁迫下表达上调。生物信息学分析表明这些基因的功能涉及了信号传导与转录调控、细胞防御、细胞代谢等多个方面。从而获得了NaHCO3胁迫下星星草的基因表达谱,定量地阐述了NaHCO3胁迫和非胁迫条件下星星草基因的差异表达情况。     

碱胁迫下耐碱植物星星草体内柠檬酸特异积累现象(英)

对碱胁迫 (0 - 175mmol/LNa2 CO3 )下星星草 (Puccinelliatenuiflora (Griseb .)Scribn .etMerr.)体内柠檬酸的积累规律及其相关胁变指标进行分析测定。实验结果证明 :积累柠檬酸是星星草对碱胁迫特有的生理反应。盐胁迫(0 - 4 0 0mmol/LNaCl)下 ,柠檬酸含量反而稍有下降。柠檬酸积累量随碱胁迫强度增大而增大 ,低胁迫强度时积累量上升缓慢 ,当胁迫强度大于 10 0mmol/LNa2 CO3 时 ,积累量明显上升。柠檬酸积累与胁迫时间之间呈直角曲线关系 ,一定胁迫强度下胁迫 4h后即可测出柠檬酸含量明显上升 ,约 4 8h后渐趋最大值。碱胁迫 14 4h后星星草各部位中柠檬酸含量从高到低的顺序依次是老叶、成熟叶、老叶鞘、幼叶鞘、幼茎、老茎和幼叶。成熟叶中柠檬酸随碱胁迫强度增大而逐渐上升 ,老叶和叶鞘中的柠檬酸在碱胁迫强度大于 12 5mmol/L后急剧上升 ,茎中柠檬酸含量无明显增高 ,幼叶中柠檬酸含量基本不变。实验证明 ,碱胁迫下积累的主要是柠檬酸 ,其他有机酸无明显变化。     

碱胁迫下耐碱植物星星草体内柠檬酸特异积累现象

对碱胁迫(0-175 mmol/L Na2CO3)下星星草(Puccinellia tenuiflora (Griseb.) Scribn.et Merr.)体内柠檬酸的积累规律及其相关胁变指标进行分析测定.实验结果证明:积累柠檬酸是星星草对碱胁迫特有的生理反应.盐胁迫(0-400 mmol/L NaCl)下,柠檬酸含量反而稍有下降.柠檬酸积累量随碱胁迫强度增大而增大,低胁迫强度时积累量上升缓慢,当胁迫强度大于100 mmol/L Na2CO3时,积累量明显上升.柠檬酸积累与胁迫时间之间呈直角曲线关系,一定胁迫强度下胁迫4 h后即可测出柠檬酸含量明显上升,约48 h后渐趋最大值.碱胁迫144 h后星星草各部位中柠檬酸含量从高到低的顺序依次是老叶、成熟叶、老叶鞘、幼叶鞘、幼茎、老茎和幼叶.成熟叶中柠檬酸随碱胁迫强度增大而逐渐上升,老叶和叶鞘中的柠檬酸在碱胁迫强度大于125 mmol/L后急剧上升,茎中柠檬酸含量无明显增高,幼叶中柠檬酸含量基本不变.实验证明,碱胁迫下积累的主要是柠檬酸,其他有机酸无明显变化.     

灵武长枣正常果及裂果中Ca2+的细胞化学定位研究

采用焦锑酸钾沉淀法,对灵武长枣正常果发育过程中的Ca2+及不同开裂度果实中的Ca2+进行细胞化学定位,在透射电镜下观察并比较Ca2+的分布特征和积累规律.结果表明:(1)正常长枣青果期的外果皮细胞及胞间隙中检测到大量的钙沉淀颗粒,而果肉细胞以及叶绿体中很少有钙沉淀颗粒.红果期很多外果皮细胞中钙沉淀颗粒特异性地沿细胞壁呈一圈分布,且越靠近内方的细胞中钙沉淀颗粒越少、越小.果肉细胞中仍无钙沉淀颗粒分布.(2)具轻微开裂的长枣很多外果皮细胞中无钙沉淀颗粒,只有少数细胞中有且集中分布于大液泡中;细胞质沿细胞壁分布,也无钙沉淀颗粒;在果肉细胞中几乎看不到钙沉淀颗粒分布.(3)完全开裂的长枣中钙沉淀颗粒只分布在少数体积较小的外果皮细胞中,而果肉细胞的细胞壁边缘或细胞壁以及胞间隙中分布有大量的钙沉淀颗粒.     

Na2CO3胁迫下星星草幼苗叶绿体GST活性变化及其与相关指标的关系

通过对不同浓度Na2CO3胁迫下星星草幼苗培养基质和叶片渗透势、叶片相对电导率、叶绿体谷胱甘肽转移酶（GST）活性和O2^-产生速率的研究,以探讨星星草幼苗叶绿体GST活性在Na2CO3胁迫下的变化规律及其在抗Na2CO3胁迫中的作用。结果表明,在0～0．4％Na2CO3胁迫范围内,随着其浓度的增加星星草幼苗叶绿体GST活性增强,Na2CO3胁迫浓度继续增加则GST活性急剧减弱。星星草幼苗叶绿体GST活性随培养基质渗透势、叶片渗透势和叶片相对电导率以及叶绿体O2产生速率的变化趋势相似。叶绿体GST活性和Na2CO3胁迫浓度以及叶片渗透势之间、叶绿体GST活性和O2^-产生速率以及叶片渗透势之间、叶绿体GST活性和培养基质渗透势以及叶片渗透势之间、叶绿体GST活性和O2^-产生速率以及叶片相对电导率之间相关关系显著。说明叶绿体GST在星星草幼苗抵抗低强度（浓度）Na2CO3胁迫中起着非常重要的作用。