一氧化氮对增强的UV_B胁迫下螺旋藻生物损伤的减缓作用

为了探讨一氧化氮对增强的UV-B胁迫下螺旋藻生物学特性的影响,通过色素含量、蛋白质含量和生物量3个方面的变化证实了0.5mmol/L的一氧化氮(Nitric oxide,NO)供体硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)对增强UV-B胁迫下的螺旋藻(Spirulina platensis)794细胞生物损伤有明显的减缓作用。实验结果显示,NO能够显著诱导增强的UV-B胁迫下螺旋藻细胞内蛋白质含量、脯氨酸含量的提高,促进正常生长条件下螺旋藻(Spirulina platensis)794细胞内抗氧化物质GSH含量的增多,但外源NO又可以降低增强UV-B胁迫下螺旋藻细胞中GSH含量的增加。说明NO对增强UV-B胁迫下的螺旋藻794细胞有保护作用,可以减轻UV-B胁迫对螺旋藻(S.platensis)细胞引起的生物损伤。首次研究报道了增强UV-B胁迫下NO信号分子对蓝细菌———螺旋藻细胞生物损伤调节能力的影响,为进一步探讨NO信号及其与其它信号分子之间相互作用、相互关联来调节细胞的生理生化过程,以减缓UV-B胁迫下的生物损伤机理奠定了基础。     

两种螺旋藻在不同生长阶段的硒胁迫和生物有机化效应

在极大螺旋藻(S.maxima)和钝顶螺旋藻(S.platensis)不同生长阶段进行硒胁迫处理,分别从接种后第1d至第5d开始添加硒,并不断增加硒含量,至第7d使硒的累计添加量为1000mg·L^-1,形成5种不同硒胁迫(硒胁迫Ⅰ～Ⅴ),观察各种硒胁迫下螺旋藻的生物量及对无机硒的生物有机化的影响。结果表明:硒胁迫Ⅰ～Ⅳ对两种螺旋藻的生长影响不明显,而硒胁迫Ⅴ对螺旋藻生长有明显促进作用;藻体含硒总量和螺旋藻对无机硒的有机化率按硒胁迫Ⅰ～Ⅴ依次增加。首次提出硒胁迫强度概念,并用此较好地解释了有关实验结果。     

一氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗根生长和氧化损伤的影响

0.05和0.10 mmol/L一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium mtropmsside,SNP)处理明显减轻NaCl浓度为150 mmo1/L左右的盐胁迫对小麦幼苗根生长的抑制效应,其中0.05mmol/L的SNP效果最明显;0.30mmol/L以上的SNP处理对根抑制无明显缓解作用;当NaCl浓度大于300 mmol/L时,各种浓度的SNP均不能减轻盐胁迫对根生长的抑制.以N O清除剂血红蛋白(hemoglobin,Hb)以及NOx-,K3Fe(CN)6等为对照,观察到0.05 mmol/L的SNP能不同程度地提高150mmo/L盐胁迫下小麦幼苗根尖细胞中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbateperoxidase,APX)活性,明显降低MDA、H2O2和O2-.的积累,阻断盐胁迫诱导的根尖细胞DNA片段化,表明NO能有效缓解盐胁迫引起的小麦幼苗根尖细胞的氧化损伤.     

低温胁迫对螺旋藻脱氢酶活性的影响

低温胁迫试验结果表明,处理的温度越低、天数越长,鄂尔多斯高原碱湖的钝顶螺旋藻S1、引进的钝顶螺旋藻S2和极大螺旋藻S3细胞内脱氢酶活性越低。在每一种处理下,脱氧酶活性高低的排列顺序均为S1〉S2〉S3。脱氢酶活性的Q10值变化范围排列为S1〈S2〈S3。S1的生理活动临界低温为5℃,S2和S3的为15℃。S1对低温有较强的适应性,为耐寒植物;S2和S3为冷敏感植物。     

一氧化氮对强光胁迫下高羊茅叶片抗氧化系统的调节效应

在强光胁迫下,采用水培法,使用外源NO和去除内源NO措施,研究了NO对2个高羊茅(Arid3和Houndog5)品种的抗氧化系统的调节作用.结果表明,Arid3的内源NO比对照增加201.5%,而Houndog5仅增加21.1%.Houndog5发生严重氧化损伤,电解质渗出率和丙二醛(MDA)含量分别比对照增加72.6%和85.1%,而Arid3受到的伤害较轻,分别比对照增加36.1%和30.1%.使用O.2 mmol·L~(-1)的NO专一清除剂2,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(PTIO)清除内源NO,加剧强光胁迫对Arid3与Houndog5氧化伤害.应用0.1 mmol·L~(-1)的外源NO供体硝普钠(SNP)能降低强光胁迫造成的Arid3和Houndog5 叶片脂氧合酶(LOX)活性,降低超氧自由基(O_2)产生速率和质膜相对透性的增加以及MDA和H_2O_2的累积;同时,O.1 mmol·L~(-1)的SNP还能够诱导过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性.而外源NO的保护作用被PTIO逆转.上述结果暗示,NO可能作为一个活性分子诱导抗氧化物酶的活性,减轻强光胁迫下2个高羊茅品种氧化损伤.     

铅胁迫下三叶鬼针草内源一氧化氮的生成及其对氧化损伤的缓解效应

对不同浓度铅(Pb)胁迫下三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)叶、茎和根中内源一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)的生成机制及根系活力的变化,内源NO对Pb胁迫下三叶鬼针草幼苗氧化损伤的缓解效应进行了研究。结果显示,在0~1000 mg/L范围内,随着Pb浓度的增加,叶片中NO含量呈升高趋势,根中NO含量呈先升高后降低的趋势,但仍高于对照,Pb浓度在0~400 mg/L范围内,茎中NO含量与对照持平,Pb浓度大于600 mg/L时,茎中NO含量低于对照;600 mg/L Pb处理能显著增强叶、茎和根中一氧化氮合成酶(NOS)和硝酸还原酶(NR)活性,显著增加叶和茎中亚硝酸根离子(NO_2~-)和类胡萝卜素(Car)含量,NOS、NR、NO_2~-和Car均能促进叶片中内源NO的生成,NOS是根中内源NO生成的主要途径。Pb胁迫使超氧阴离子(O_2~(·-))产生速率、过氧化氢(H_2O_2)含量、丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)显著升高,从而造成幼苗严重的膜脂过氧化损伤,而胁迫诱发产生的NO能降低根中ROS的产生,促进幼苗根系活力,进而缓解胁迫造成的膜脂过氧化损伤。     

硒胁迫对钝顶螺旋藻抗氧化酶系统的影响

在钝顶螺旋藻的对数生长期进行硒胁迫处理,研究硒胁迫强度和硒胁迫时间对钝顶螺旋藻抗氧化酶系统与脂质过氧化作用的影响。设置4个胁迫实验组,分别从第5天到第10天分次加硒,累计加硒量均为1000 mg/L。结果表明,硒胁迫实验组中钝顶螺旋藻的抗氧化酶活性均高于对照组或与对照组相当,其中GPX的变化最大,实验组Ⅰ中的GPX活性为对照组的20.5倍;SOD的变化趋势与GPX相近,但对较低的硒胁迫的响应不敏感;POD、CAT和APX的活性均随硒胁迫强度的减小而上升;各硒胁迫实验组中只有实验组Ⅰ的MDA含量高于对照组;藻体对.OH的清除能力与藻体的MDA含量呈负相关,提示了硒对钝顶螺旋藻抗氧化系统的双重效应。     

硒对H2O2胁迫钝顶螺旋藻的保护作用及其机制

以钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)为实验对象,用H2O2构建氧化损伤模型,研究不同浓度硒对H2O2胁迫钝顶螺旋藻的生长、干重、水溶性蛋白、光合色素、抗氧化酶(SOD、POD、APX、CAT和GSH-PX)及丙二醛(MDA)含量的影响,探讨硒作为过氧化保护剂的可能性及其机制.结果显示:(1)在 0.25～2.5 mmol/L H2O2胁迫下,钝顶螺旋藻的藻密度、干重均显著降低,藻丝出现明显的断裂、破碎,藻体中MDA含量呈剂量性增加.(2)预添加一定浓度(2～1 000 μmol/L)的Na2SeO3可显著抑制1 mmol/L H2O2胁迫下的钝顶螺旋藻藻密度和干重的降低趋势,改善藻丝的断裂受损,诱导藻体中SOD、POD、APX、CAT和GSH-PX抗氧化酶系活性的提高,同时显著增加水溶性蛋白的含量,缓解脂溶性色素的降解,降低MDA的积累和羟自由基的相对含量,拮抗H2O2诱导的氧化损伤.研究表明,硒的预处理可以有效提高钝顶螺旋藻的抗氧化能力,对氧化胁迫引起的生理伤害起到明显的缓解作用,以达到较理想的保护效果.     

外源NO对NaCl胁迫下辣椒幼苗氧化损伤的保护效应

以辣椒品种陇椒2号为试验材料,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对辣椒幼苗氧化损伤的影响.结果显示,在100 mmol/L NaCl胁迫下,辣椒叶片的MDA含量、质膜相对透性和脯氨酸含量均增加,保护酶SOD、CAT活性降低,而POD活性只在胁迫18 d时降低.0.1 mmol/L SNP处理可减缓NaCl胁迫下辣椒幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,并诱导SOD、POD和CAT活性增加,提高脯氨酸含量,表明外源NO可以通过提高盐胁迫下辣椒幼苗叶片组织的抗氧化能力来缓解氧化损伤.而SNP相似物NaNO2和K3Fe(CN)6处理对盐胁迫引起的氧化损伤并没有起到明显的缓解作用,进一步证实了NO对辣椒幼苗耐盐性具有专一性的调节作用.     

螺旋藻对增强的UV-B胁迫的响应

本文研究了实验室条件下增强的uv-B（280-320nm）胁迫对一种蓝藻一钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）794生物量、色素和蛋白、细胞内MDA含量及活性氧产生的影响。结果表明,在增强的uV-B胁迫下,螺旋藻的生物量减少,细胞内叶绿素a和类胡萝卜素含量降低,从而使螺旋藻的生长发育受到一定程度的抑制,而细胞浆蛋白质含量增加,这可能是螺旋藻对逆境胁迫的一种适应性反应。增强UV-B胁迫下,螺旋藻细胞内MDA含量增加,与之相对应,活性氧的产生速率也增加,进一步证实了逆境胁迫下,植物细胞内叶绿素含量的下降、MDA的积累主要与UV-B胁迫下活性氧的产生及其对细胞的氧化损伤有关。     

NaCl胁迫对螺旋藻生长及抗氧化酶活性的影响

在0.1％～5.0％NaCl浓度范围的培养基中培养极大螺旋藻(Spirulina maxima),发现NaCl浓度高于2.0％时螺旋藻生长受到明显抑制。培养7天后测定超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ASA-POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。结果表明：在盐胁迫下,SOD酶活性升高;抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性在低盐胁迫下活性升高,高盐胁迫下抗坏血酸过氧化物酶活性迅速降低,过氧化物酶则完全失活;MDA含量先随盐胁迫程度增加而降低,后随盐胁迫的进一步增强恢复至对照水平。     

NaCl胁迫对螺旋藻生长及抗氧化酶活性的影响

在０１％～５．０％ＮａＣｌ浓度范围的培养基中培养极大螺旋藻（Ｓｐｉｒｕｌｉｎａｍａｘｉｍａ）,发现ＮａＣｌ浓度高于２．０％时螺旋藻生长受到明显抑制。培养７天后测定超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、抗坏血酸过氧化物酶（ＡＳＡＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性和丙二醛（ＭＤＡ）含量。结果表明：在盐胁迫下,ＳＯＤ酶活性升高;抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性在低盐胁迫下活性升高,高盐胁迫下抗坏血酸过氧化物酶活性迅速降低,过氧化物酶则完全失活;ＭＤＡ含量先随盐胁迫程度增加而降低,后随盐胁迫的进一步增强恢复至对照水平。     

一氧化氮与植物胁迫响应

综述了NO分子在植物耐受生物胁迫和非生物胁迫中的作用,以及植物的NO信号转导过程中cGMP途径和其它途径的研究进展,并对以后的研究作一些展望.     

螺旋藻在光胁迫时的抗逆性研究

螺旋藻对于环境的变化有很强的适应性.以钝顶螺旋藻为实验材料,测定螺旋藻在受到较强光照胁迫时藻体的电导率以及脯氨酸、丙二醛和过氧化氢酶系的含量.在3000 lx光照下,螺旋藻6个藻株的电导率以及脯氨酸、丙二醛和过氧化氢酶系的含量比在1000 lx光照下明显升高,螺旋藻的电导率最高上升了2～6倍;细胞内的脯氨酸含量最多增加5倍,最少增加13%;丙二醛的含量增加40%～100%;过氧化氢酶的含量上升范围在19%～80%,过氧化物酶的含量上升范围在20%～100%.说明螺旋藻在受到光胁迫时自身会启动相关保护机制,产生一定的抗逆性,以适应环境的变化.     

基于蛋白质组学对螺旋藻砷胁迫响应机制的研究

通过研究螺旋藻(Spirulina sp.)在砷离子胁迫下的蛋白质组变化,从蛋白质表达水平解释螺旋藻对砷离子胁迫的响应机理。螺旋藻经过不同浓度砷离子胁迫7 d后,提取蛋白质进行凝胶电泳,并对差异蛋白进行质谱分析。结果表明螺旋藻在2.0 ppm砷酸盐中暴露10 min光合放氧速率降低27.3%,培养24 h后细胞内的金属硫蛋白、叶绿素、类胡萝卜素及藻胆蛋白相对含量均明显降低。蛋白组学共鉴定出75个差异蛋白,其中26个显著上调,49个呈现下调。这些差异蛋白表明砷离子主要通过破坏螺旋藻光合色素蛋白,干扰电子传递过程,导致能量合成受损,使得依赖光合作用产生能量进行的跨膜运动、蛋白质合成等相关过程受到影响;同时,活性氧清除与防御相关蛋白呈现上调,螺旋藻细胞内抗氧化系统被激活。     

外源一氧化氮对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化的缓解作用

采用15%的聚乙二醇-6000(PEG-6000)对扬麦158三叶一心期的幼苗根部进行轻度渗透胁迫处理,并通过添加不同浓度的一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitropussidi,SNP)和相应的对照(BO-3/NO-2),研究外源NO处理对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化作用的影响.结果发现,0.1 nnol/L的SNP能降低渗透胁迫造成的小麦幼苗叶片脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性的提高,降低超氧阴离子(O-2)的产生速率和质膜相对透性的增加以及丙二醛(MDA)和H2O2的累积;0.1 mmol/L的SNP还能够诱导超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,加速脯氨酸(Pro)的累积,而0.5mmo1/L的SNP和0.1mmo1/L的NO3/NO2(对照)处理的效果则不明显.上述结果表明低浓度NO对渗透胁迫造成的膜脂过氧化有明显的缓解效应.     

外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应

以苹果属植物平邑甜茶水培幼苗为试验材料,采用20%PEG-6000模拟水分胁迫,进行了外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应研究。结果表明:100~500μmol·L-1外源硝普钠(SNP,NO供体)处理,能在一定程度上提高渗透胁迫下平邑甜茶叶片内SOD、POD、CAT、APX活性和ASA含量,不同程度减轻20%PEG-6000胁迫对平邑甜茶幼苗活性氧的累积和氧化损伤,其中以300μmol·L-1 SNP处理缓解效应最佳,而相对高浓度的700μmol·L-1 SNP处理则不能起到缓解作用,反而有一定的毒害作用。     

浅谈一氧化氮在化学和生物方面的作用

本文在一氧化氮结构和性质的基础上,概况和说明了其化学和生物方面的作用,强调其作用中的益处和危害。     

镉胁迫下紫花苜蓿幼苗内源一氧化氮和活性氧的生成

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,研究了不同浓度镉(Cd)胁迫下紫花苜蓿根、茎和叶内源一氧化氮(NO)和活性氧(ROS)的生成机制以及根系活力的变化.结果表明:在0~2.0 mmol·L-1范围内,随着Cd浓度的增加,幼苗内NO含量呈现先升高后降低的趋势,最后可维持在略高或持平于对照的水平.幼苗内一氧化氮合成酶(NOS)活性、硝酸还原酶(NR)活性、亚硝酸根离子(NO2-)含量和类胡萝卜素(Car)含量的变化与NO含量变化规律相似却又不全相同.NOS和NR是影响幼苗茎中NO含量的主要因素,NOS、NO2-和NR则是影响叶中NO含量的主要因素,而根中NO含量主要与NOS活性和NO2-含量有较大相关性.随着Cd浓度的增加,幼苗内过氧化氢(H2 O2)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O-2·)含量和相对电导率(REC)呈现显著升高趋势,说明高浓度的Cd处理会使ROS大量积累,细胞膜遭破坏,细胞质外流,进而引发膜脂过氧化.随着Cd浓度的增加,紫花苜蓿根系活力的变化为先升高后降低,指示了低浓度Cd处理会促进植物代谢,增强其生命力;而高浓度Cd会致使植株代谢受抑制,细胞受损害.NO和ROS的相关性不大,说明二者虽同为自由基,但它们产生和变化方式大有差别.