多胺与植物逆境胁迫的关系

在逆境胁迫下,植物体内多胺水平及其合成酶活力会大量增加.文章介绍了多胺与植物抗逆能力关系的研究进展.     

盐胁迫下大麦幼苗多胺的种类和状态与多胺氧化酶活性的关系

200 mmol/L的NaCl胁迫8 d大麦幼苗叶片和根系中的三种形态多胺都有不同程度地下降,其中游离态多胺含量的下降幅度最大;高氯酸不溶性结合态多胺含量变化较小.根系中PAO的活性先上升后下降,而叶片中PAO的活性先下降后上升.游离态多胺中,亚精胺和精胺(Spd Spm)的含量变化与相应部位PAO的活性变化趋势相反,表明PAO在盐胁迫下可能调节了游离态多胺的含量从而影响高氯酸可溶结合态与高氯酸不溶结合态多胺的含量.     

植物多胺代谢的酶类与胁迫反应

本文概述了植物多胺代谢途径中主要酶类和植物在不同胁迫条件下,这些酶类活性及多胺化合物的变化与植物抗逆性的生理意义。     

臭氧胁迫下春小麦叶片胁迫乙烯产生与多胺含量的变化与调控

应用开顶式熏气装置,研究了０．７９６ ｍ ｇ／ｍ ３ Ｏ３ 浓度下,四叶期春小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）叶片内胁迫乙烯产生和多胺含量的变化及其调控。结果表明：Ｏ３ 使胁迫乙烯的产生呈现先升后降的变化。ＣｏＣｌ２ 能强烈抑制胁迫乙烯产生。胁迫初期,精氨酸脱羧酶（ＡＤＣ）活性增强,当叶片伤害加重后,ＡＤＣ活性下降。对氯汞苯甲酸（ＰＣＭＢ）能抑制ＡＤＣ活性,并使腐胺（Ｐｕｔ）含量减少,而亚精胺（Ｓｐｄ）和精胺（Ｓｐｍ ）含量稍有增加。ＣｏＣｌ２ 对叶片ＡＤＣ活性影响不大,未见Ｐｕｔ的积累,Ｓｐｄ 和Ｓｐｍ 含量急剧增加,且一直保持较高水平,叶片所表现的伤害也较轻。较高浓度的Ｓｐｄ 和Ｓｐｍ 能抑制Ｏ３ 对植株的伤害,Ｓｐｄ 和Ｓｐｍ 的抑制作用大于Ｐｕｔ。由此认为,多胺含量变化是植物体对Ｏ３ 胁迫适应的调节机制之一     

水分胁迫对小麦幼苗叶片多胺含量的影响

水分胁迫下小麦幼苗叶片多胺含量变化的研究表明,聚乙二醇(PEG)的渗透胁迫明显提高了抗旱性强的周麦系列幼苗叶片游离态Put、Spd和Spm的含量和抗旱性弱的温麦6号的Put含量。外源Spd显著提高了水分胁迫下温麦6号的Spd的含量,对其抗性也有所改善。外源MGBG(Spd和Spm生物合成抑制剂)可提高水分胁迫下周麦12号Put的含量,但降低了Spd和Spm的含量和幼苗的抗性。     

钙对低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺及多胺氧化酶的影响

以‘中农8号’黄瓜品种为实验材料,采用营养液栽培法研究了钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺(PAs)含量及多胺氧化酶(PAO)活性的影响。结果表明:(1)各处理黄瓜幼苗根系和叶片中的PAs含量以及3种形态的腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)含量均表现为低氧高钙(8 mmol.L-1Ca2 )>低氧常钙(2 mmol.L-1Ca2 )>低氧缺钙(0 mmol.L-1Ca2 )>通气常钙(2 mmol.L-1Ca2 )处理,而PAO活性却表现出相反的趋势(通气常钙>低氧缺钙>低氧常钙>低氧高钙),且处理间大多存在显著差异(P<0.05);根系中的PAs含量明显高于叶片,而PAO活性明显低于叶片。(2)黄瓜幼苗体内3种形态的PAs以游离态含量最高,其次是结合态,最低为束缚态;游离态和结合态PAs在叶片中均以Spd为主,在根系中均以Put为主,束缚态PAs含量在根系和叶片中均为Spd>Put>Spm。研究表明,在低氧胁迫下,营养液加钙引起黄瓜幼苗体内多胺含量的上升和PAO活性下降,钙参与了黄瓜幼苗体内多胺的代谢过程,对缓解低氧胁迫有重要作用。     

聚乙二醇胁迫下的番茄幼苗内ABA、JA和多胺含量以及多胺氧化酶活性的变化

聚乙二醇模拟的干旱胁迫下,2个品种番茄幼苗根和叶中脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量均迅速积累,叶中ABA累积比根中滞后;游离态亚精胺(fSpd)、精胺(fspm)、腐胺(fPut)含量和多胺氧化酶(PAO)活性均先上升,12 h时达到峰值后下降,耐旱性强的品种'毛粉802'幼苗根和叶中积累ABA、JA和spd、Spm的能力明显强于耐旱性弱的品种'皇冠'.'皇冠'的PAO活性提高程度大于'毛粉802'.番茄根和叶中多胺含量和PAO活性呈显著正相关.内源多胺的积累诱导ABA和JA含量的升高,从而导致番茄幼苗的耐旱性增强.     

小麦幼苗根系核蛋白体上结合态多胺与渗透胁迫关系

检测了渗透胁迫下, 小麦幼苗根系核蛋白体(deoxyribonucleic acid-protein, DNP)上的非共价结合态多胺(noncovalently conjugated polyamines, NCC-PAs)和共价结合态多胺(conjugated polyamines, CC-PAs)的含量. 两个品种的NCC-Spm(精胺)含量都因渗透胁迫而上升, 而且抗旱性强的豫麦18上升幅度明显大于抗旱性弱的扬麦9号; 豫麦18的NCC-Spd(亚精胺)含量因胁迫明显上升, 而扬麦9号的NCC-Spd变化不明显; 在两个品种中未检测到NCC-Put(腐胺). 外源Spm处理明显促进了渗透胁迫下扬麦9号核蛋白体上NCC-Spm和NCC-Spd含量的上升, 也提高了扬麦9号幼苗对渗透胁迫的抗性; 甲基乙二醛-双(鸟嘌呤腙)(即MGBG: Spd和Spm的生物合成的抑制剂)处理豫麦18的效应相反. 两品种小麦幼苗在渗透胁迫下根系核蛋白体上共价结合态腐胺(covalently conjugated, CC-Put)和CC-Spd水平上升, 抗旱性强的豫麦18的上升幅度明显大于抗旱性弱的扬麦9号. 菲咯啉(即o-Phen, CC -PAs合成酶, 转谷酰胺酶(TGase)的抑制剂)处理明显抑制了渗透胁迫下豫麦18小麦幼苗根系核蛋白体上CC-PAs的上升, 而且明显降低其幼苗的抗性. 这些结果表明: 渗透胁迫下小麦幼苗根系核蛋白体上NCC-Spm和NCC-Spd以及CC-Put和CC-Spd水平的上升有利于增强小麦幼苗适应渗透胁迫的能力.     

多胺与植物衰老关系研究进展

多胺作为生理活性物质与植物衰老关系密切。本文综述了近十年来多胺对衰老的调控作用,从调节细胞膜的理化性质,生物大分子合成作用以及多胺与乙烯的关系等方面阐述了多胺延缓衰老的机制,比较了多胺和影响衰老的植物激素在信号转导过程中的作用。     

多胺与植物衰老关系研究进展

多胺作为生理活性物质与植物衰老关系密切。本文综述了近十多年来多胺对衰老的调控作用,从调节细胞膜的理化性质、生物大分子合成作用以及多胺与乙烯的关系等方面阐述了多胺延缓衰老的机制,比较了多胺和影响衰老的植物激素在信号转导过程中的作用。     

植物小RNAs及其抗胁迫机制研究进展

植物非编码小RNA(sRNAs)主要分为三类:微小RNA(m iRNAs)、小干扰RNA(siRNAs)和长小片段干扰RNA(lsiRNAs)。三者的生物合成和作用机制有所不同,但他们主要都通过介导靶mRNAs的剪切或抑制其翻译来调控基因的表达。这篇文章主要介绍小RNA研究的最新进展,并重点阐述其在非生物和生物胁迫中发挥的作用,如应对矿质元素缺乏、氧化胁迫、ABA胁迫以及病原菌入侵等生理过程。     

营养液低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗脯氨酸和多胺含量的影响

营养液中低氧胁迫下网纹甜瓜幼苗根系和叶片中脯氨酸、PAs含量均提高,Spd升幅最大,Put次之,spm最小;根中脯氨酸、PAs含量变化幅度显著高于叶片.表明营养液低氧胁迫可诱导植物组织中脯氨酸、PAs的快速合成.这可能是幼苗低氧耐性提高的原因.     

植物褪黑素研究进展

褪黑素最初是在动物中发现的一种吲哚类小分子,具有昼夜节律调节、清除自由基等多种生理功能,还具有改善睡眠的保健作用。后来在植物中也检测到了褪黑素,这表明植物也能合成褪黑素。随着对植物褪黑素的深入研究,发现褪黑素在调控植物生长发育、耐受干旱、高温、低温、高盐、重金属等非生物胁迫、抵御细菌和真菌病害方面具有重要作用。从植物褪黑素合成途径、生长发育调控和胁迫应答反应方面的研究进展进行了综述,以期为植物褪黑素研究提供参考。     

A Review on Selenium Function under Oxidative Stress in Plants Focusing on ROS Production and Detoxification

One of the main reasons of the annual reduction in plant production all around the world is the occurrence of abiotic stresses as a result of an unpredicted changes in environmental conditions. Abiotic stresses basically trigger numerous pathways related to oxygen free radicals’ generation resulting in a higher rate of reactive oxygen species (ROS) production. Accordingly, higher rate of oxygen free radicals than its steady state causes to oxidize various types of molecules and compartments within the plants’ cells and tissues. Oxidative stress is the result of high amount free radicals of oxygen interfering with different functions leading to undergo significant changes from molecular to phenotypic levels. In response to oxidative stress, plants deploy different enzymatic and non-enzymatic antioxidant mechanisms to detoxify extra free radicals and get back to a normal state. Applying some specific treatments have shown to significantly affect the antioxidant capacity and efficiency of the stressed cells and compartments. One of such reportedly effective treatments is the utilization of selenium (Se) element in stressed plants. Over the past years some different experiments evaluated the probable effect or efficiency of Se regarding its impact on plant under oxidative stress. Accordingly, based on the recent studies, Se has a significant role in plant responses to abiotic stresses probably due to its ability to improve the plants’ tolerance to oxidative stress. The significant influences of Se, and its related components such as nano-selenium, in plants under oxidative stress rooting from abiotic stresses, along with the new finding pertaining to its metabolism and translocation mechanisms inside the plant cells under oxidative stress condition are clearly explained in this review. However, there are still lack of a comprehensive explanation related to the precise mechanism of Se in plants under oxidative stress.

     

NaCl胁迫对茄子嫁接苗根系多胺代谢的影响

采用高压液相色谱法对80 mmol.L-1NaCl胁迫下营养液栽培茄子嫁接苗和自根苗根系多胺代谢的差异进行了研究。结果表明,胁迫2 d时,嫁接苗根系游离态亚精胺和结合态多胺含量显著高于自根苗,游离态腐胺和束缚态多胺显著低于自根苗,游离态精胺含量两者无显著差异。胁迫10 d时,自根苗3种形态的多胺含量均下降,显著低于对照植株,而嫁接苗根系游离态精胺、结合态腐胺和束缚态多胺含量显著高于对照植株。研究结果表明,NaCl胁迫显著提高了茄子嫁接苗和自根苗根系多胺氧化酶的活性,且自根苗增加幅度显著高于嫁接苗;嫁接苗胁迫初期根系结合态多胺的迅速积累及胁迫后期保持较高的精胺含量有利于其耐盐性的提高。     

‘神马’菊花花芽分化与内源多胺的关系

用薄层层析-荧光法测定菊花'神马'花芽分化期间顶芽和叶片中多胺的动态变化,分析了菊花花芽分化与多胺的关系.结果表明,花芽分化起始期顶芽中的腐胺(Put)含量急剧下降,此后在低水平上波动;叶片内Put则于总苞鳞片分化初期大幅上升,其后各阶段处于较低的水平.顶芽中精胺(Spm)与亚精胺(Spd)含量呈平行波动上升趋势,顶芽中Spin在小花原基分化初期直到花冠分化中期处于优势地位,而顶芽中Spd并无明显变化.顶芽、叶片中的Spin变化趋势相反,顶芽中Spm、Spd的含量变化趋势十分相似,但叶片中却呈交替性变化.结果显示,菊花花芽分化过程中,Put含量的降低有利于启动菊花花芽分化,后期Spm的增加有利于小花的分化,叶片可能向顶芽提供Spm,顶芽和叶片中的Spd与小花原基分化有密切关系.     

多胺浸种改善盐胁迫大麦根系液泡膜功能的机理

研究了0.1 mmol/L 腐胺 (Put) 和0.5 mmol/L 亚精胺 (Spd) 浸种对200 mmol/L NaCl胁迫下大麦(Hordeum vulgare L.)幼苗生长速率、干物质积累、离子分布、液泡膜蛋白结合多胺含量以及液泡膜膜脂组分与功能的影响.结果表明,Put和Spd浸种均可缓解盐胁迫对大麦幼苗的盐害,促进生长和干物质积累,降低大麦幼苗体内[Na+]/[K+].与盐处理的对照植株相比,Put和Spd浸种均可提高大麦幼苗根系液泡膜磷脂含量,降低糖脂结合半乳糖含量,而膜上非共价结合多胺含量Spd+PAx (一种未知多胺) 与 Put+Dap (二氨基丙烷)之比((Spd+PAx)/(Put+Dap))、共价和非共价结合多胺总量均上升.统计分析结果表明,液泡膜非共价结合多胺(Spd+PAx)/(Put+Dap)与H+-ATPase和H+-PPase活性呈显著正相关关系.     

多胺浸种改善盐胁迫大麦根系液泡膜功能的机理

研究了 0 .1mmol/L腐胺 (Put)和 0 .5mmol/L亚精胺 (Spd)浸种对 2 0 0mmol/LNaCl胁迫下大麦 (HordeumvulgareL .)幼苗生长速率、干物质积累、离子分布、液泡膜蛋白结合多胺含量以及液泡膜膜脂组分与功能的影响。结果表明 ,Put和Spd浸种均可缓解盐胁迫对大麦幼苗的盐害 ,促进生长和干物质积累 ,降低大麦幼苗体内 [Na ]/[K ]。与盐处理的对照植株相比 ,Put和Spd浸种均可提高大麦幼苗根系液泡膜磷脂含量 ,降低糖脂结合半乳糖含量 ,而膜上非共价结合多胺含量Spd PAx (一种未知多胺 )与Put Dap (二氨基丙烷 )之比 ( (Spd PAx) / (Put Dap) )、共价和非共价结合多胺总量均上升。统计分析结果表明 ,液泡膜非共价结合多胺 (Spd PAx) / (Put Dap)与H _ATPase和H _PPase活性呈显著正相关关系。     

外源腐胺对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗多胺和抗氧化系统的影响

采用营养液栽培,研究了外源腐胺(Put)对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺含量和抗氧化系统的影响.结果显示,低氧胁迫显著刺激了黄瓜幼苗体内活性氧(ROS)和内源多胺含量的增加,提高了抗氧化酶活性;外源Put进一步提高了低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺的含量和抗氧化酶活性,降低了ROS含量,从而缓解了低氧胁迫的伤害作用;Put合成抑制剂D-精氨酸(D-Arg)不仅显著抑制黄瓜幼苗体内多胺的合成,而且抑制抗氧化酶活性,同时ROS大量积累,进一步抑制黄瓜幼苗的生长;而外源Put可缓解D-Arg的抑制作用;Put转化抑制剂甲基乙二醛-双(脒基腙)(MGBG)和Put降解抑制剂氨基胍(AG)的混合施用造成游离态Put的过量积累,以及亚精胺(Spd)、精胺(Spm)含量和抗氧化酶活性的显著降低,造成ROS大量积累,进一步加重了低氧胁迫对植株的伤害.结果表明,低氧胁迫下外源Put可提高黄瓜幼苗体内游离态Put含量,促进游离态Put向Spd和Spm转化,Spd、Spm含量的增加以及(free-Spd free-Spm)/free-Put比值的升高有利于提高植株抗氧化酶活性,增强清除ROS的能力,降低膜脂过氧化的伤害,从而增强植株的低氧胁迫耐性.