种子活力与生物膜的研究现状

种子活力与生物膜的结构和功能密切相关.活力高的种子,膜结构比较完整,在吸水时,膜系统恢复的速度较快,并且修复的较完善.研究表明,超干和引发处理可使膜结构得到保持与修复,很多种类的物质参与了膜结构的保护,例如可溶性糖、蛋白质(包括酶)、两性分子、Ca2 、多胺及其他非酶促自由基清除系统等,保护物质协同作用,稳定膜脂及膜蛋白的结构,保持膜系统的完整性,使膜功能得以正常发挥,强化了种子活力.     

胆固醇和脱落酸对棉苗抗寒力的影响

一、前言低温降低膜的流动性,并损伤细胞表面膜(质膜)上酶的活性(如ATP酶),是造成低温伤害的关键。由于生物膜的流动性与其结构功能密切相关。因而植物抗寒力与其在低温下能否保持膜的流动性和稳定性有关。胆固醇能稳定膜结构,并提高植物细胞对低温的抵抗力。     

昆虫体内的天然屏障——围食膜

昆虫围食膜是由昆虫中肠上皮细胞分泌的非细胞薄膜状结构,主要成份是几丁质、蛋白质和多糖,是昆虫抵御外界侵害的第一道天然屏障,能够保护中肠上皮细胞不受机械损伤并且能够抵御病毒、细菌及其他有害物质,防止化学损伤.昆虫病毒增效蛋白、荧光增白剂和几丁质酶等生物防治促进因子通过与围食膜上特异位点的结合,能够破坏围食膜结构,加速病原微生物对害虫的感染进程.就围食膜组分、结构、功能以及与害虫防治的关系等方面的研究进展进行综述,并且论述了以围食膜为害虫生物防治靶标的应用前景.     

盐胁迫对芦苇细胞超微结构的影响

于2009年3月从辽宁盘锦双台河口湿地挖取芦苇根茎并人工桶栽,待缓苗成功后进行不同浓度的盐胁迫处理,用透射电镜观察芦苇细胞超微结构对不同盐度胁迫的响应,以明确芦苇细胞的耐盐性。结果表明:芦苇细胞可承受4.0%以下浓度的盐胁迫。当盐度介于0%～4.0%时,芦苇细胞膜系统开始遭到破坏,使芦苇细胞受损的膜结构发生局部内陷或萎缩变形,细胞器表面变得凹凸不平,或将功能丧失的细胞器清理出细胞外,出现破裂和解体,以响应结构损伤的膜系统的修复,使细胞功能得到修复;当盐度为4.0%时,芦苇细胞叶绿体、线粒体、细胞核等具有膜结构细胞器及细胞壁遭到破坏,造成芦苇细胞膜系统的不可逆损伤,使细胞正常的物质代谢与能量转换和信息传递无法完成,导致芦苇细胞新陈代谢过程的中断,芦苇细胞生命活动趋于停止;在8.0%浓度盐胁迫下,芦苇细胞膜系统结构完全消失解体,导致芦苇细胞直接死亡。     

膜结构与物质传送的一些问题

一、导言膜是细胞的重要组分,它具有独特的细微结构和多种功能。真核细胞(如高等动物)的膜结构,除了包围整个细胞的膜,称为质膜外,还有包围各种细胞器的膜,如线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜和核膜等等,称为细胞内膜。各种细胞器的特征功能,严格地取决于这些膜所具有的特殊结构与功能。真核细胞的膜结构     

盘基网柄菌AK127细胞超微结构的观察

盘基网柄菌AK127细胞是gP150蛋白基因被剔除的突变细胞。为探明发育期间AK127细胞亚显微结构特征,用透射电镜观察了发育14h、16h、20h的细胞,结果表明:发育14h细胞内含丰富内质网系统,由内质网组织围裹细胞质密度明显低于周围的细胞质,能清楚地观察到多层膜组成的多膜结构。细胞核的内核膜产生凹陷,使内外核膜间产生一个含丝状物质的泡状空间,内核膜上可见螺旋状染色物质,外核膜表面布满颗粒状物质。发育到16 h时,多膜结构内某些膜开始解体,形成自噬泡。线粒体膜性结构完整。发育20 h细胞内有一个内含数个多膜结构的大自噬泡。据此笔者推测多膜结构作为一个储备营养成分"仓库",为维持细胞生命所用。这些数据提示gp150分子的缺失对于细胞的结构和生理过程均有较大影响,gp150分子在细胞生长和发育过程中起重要作用。     

昆虫海藻糖酶的基因特性及功能研究进展

海藻糖酶(Treh)是昆虫能量代谢必不可少的一类酶, 亦是昆虫体内几丁质合成通路的第一个酶。其基因表达和酶活性直接与正常发育、 蜕皮、 变态以及繁殖等昆虫重要生理过程密切相关。目前已有多种昆虫的海藻糖酶基因被成功克隆, 从而发现昆虫海藻糖酶基因家族由多个成员组成。海藻糖酶基因所编码的蛋白大多数具有一个信号肽前导区, 部分蛋白拥有1~2个跨膜结构域, 根据是否具有跨膜结构, 可将其分为可溶性海藻糖酶(Treh1)和膜结合型海藻糖酶(Treh2)两类, 膜结合型海藻糖酶具有2个特有的标签序列, 即“PGGRFREFYYWDSY”和“QWDYPNAWPP”。海藻糖酶的主要功能是将胞外和胞内的海藻糖降解成葡萄糖, 为昆虫的生命活动提供能量。具体表现为两个方面, 一是参与昆虫几丁质合成途径, 从而调控表皮、 中肠等处的几丁质合成; 二是通过与激素的协同作用, 调控昆虫体内海藻糖和葡萄糖等糖类物质的浓度变化, 从而有效保护体内细胞的适应并渡过相应的逆境环境, 并提高其抗逆能力。鉴于海藻糖酶的重要功能, 其已成为害虫控制的潜在新靶标。不同类型海藻糖酶的功能研究及酶抑制剂的研发与应用将进一步推动害虫生物防治的发展。     

昆虫线粒体发生的生化和亚显微结构的研究

线粒体在细胞中的发生目前有各种观点的争论,其理论意义涉及到真核细胞的起源和进化、染色体和线粒体两个遗传体系之间的相互关系以及生物膜合成和组装机理等。我们对处于分化中的昆虫胸肌线粒体的观察结果是:(1)对粘虫变态期的呼吸和细胞色素氧化酶活力测定表明蛹期第8天的组织形成阶段是胸肌细胞分化和其线粒体发生的开始。电镜观察表明,线粒体形成分两个阶段:由颗粒结构(可能是酶蛋白与脂的复合体)装配成膜片和膜泡;由膜泡分化出内嵴,进而发育为线粒体。(2)QO₂值,P/O比和ATP酶活力的出现与膜结构的分化发育相平行。α-甘油磷酸氧化酶系统比谷氨酸氧化酶系统装配早;电子传递酶系比磷酸化酶系装配早。(3)蝗虫胸肌分化过程的电镜观察证明;先形成内膜小泡(直径约0.1微米左右),后形成外膜,组成简单线粒体;后者进一步分化发育为成熟线粒体。(4)QO₂值,P/O比和ATP酶活力与膜结构分化发育相平行。ATP酶的出现与能量转涣功能呈平行关系。膜形成早期和“幼稚”线粒体阶段,ATP酶尚未装配。(5)综合上述结果:线粒体膜由非膜结构逐步组装形成,线粒体内膜的各酶系组装次序不同步,线粒体DNA控制合成的膜蛋白在膜结构形成中似乎起核心和骨架作用;线粒体总组装过程在不同细胞中表现为多种途径和方式。     

YidC/Oxa/Alb3蛋白家族

YidC/Oxa/Alb3蛋白家族是进化上保守的蛋白质转运酶,分别负责将一些与能量合成有关的膜蛋白转运到细菌内膜、线粒体内膜和叶绿体类囊体膜。它们具有保守的跨膜结构域,广泛存在于三界生物中。本文主要综述近年来对YidC/Oxa/Alb3家族成员的分布、结构、功能及进化的研究进展。     

Hg对油菜叶细胞膜的损伤及细胞的自身保护作用

砂基培养50d的油菜幼苗,用不同浓度的HgCl₂溶液灌溉后,研究叶细胞膜结构与功能及细胞保护系统的变化。结果表明,0.5mg·L^-1Hg污灌叶细胞膜结构与功能未见明显变化,细胞保护系统亦无变化;浓度大于1mg·L^-1时,叶组织细胞膜脂质过氧化水平升高,膜结构损伤,膜透性增大。1～10mg·L^-1Hg污灌,组织蛋白质含量升高,SOD、POD、CAT活性表现出不同程度的升高,细胞呈现出积极性自身保护作用;50mg·L^-1Hg污灌,组织蛋白质含量下降,SOD、POD、CAT活性持续下降,细胞自身积极性保护作用消失,说明细胞自身保护系统只能在一定范围内起积极保护作用。     

种子蛋白质与蛋白质组的研究

综述了种子蛋白质与蛋白质组的研究,主要介绍了种子发育与形成、种子休眠与萌发、种子保存与活力以及种子与环境相互作用的蛋白质与蛋白质组的研究.同时阐述了当今蛋白质组学在种子研究中的应用以及所取得的成果,并展望了种子蛋白质组学的发展方向,种子生物学的研究将从基因水平走向整体水平,因此环境因子与种子蛋白质的相互作用是研究的重点.运用蛋白质组学将能揭示蛋白质的功能并明晰种子的生命机制.     

种子蛋白质与蛋白质组的研究

综述了种子蛋白质与蛋白质组的研究, 主要介绍了种子发育与形成、种子休眠与萌发、种子保存与活力以及种子与环境相互作用的蛋白质与蛋白质组的研究。同时阐述了当今蛋白质组学在种子研究中的应用以及所取得的成果, 并展望了种子蛋白质组学的发展方向, 种子生物学的研究将从基因水平走向整体水平, 因此环境因子与种子蛋白质的相互作用是研究的重点。运用蛋白质组学将能揭示蛋白质的功能并明晰种子的生命机制。     

花生种子贮藏蛋白质合成和累积与活力的关系

花生种子发育过程中活力的形成在时间上是不均衡的,果针入土后４０ｄ内活力水平很低,４０ｄ之后活力水平才急剧上升,这和贮藏蛋白迅速合成的时期吻合．随着贮藏蛋白质的合成和累积,由发育转向萌发时其被降解的速度加快,花生球蛋白被优先降解．和贮藏蛋白质其它组分相比较,花生球蛋白和种子活力有更密切的关系．     

Possible Involvement of K+/Na+ in Assessing the Seed Vigor Index

More substances leaked from a higher-vigor seed sample than from a lower-vigor sample. This indicates that, in some cases, electric conductivity does not represent seed vigor level very well, especially for high-vigor seeds. Results from germination, germination index, leachate conductivity, and the ratio of K /Na from three-seed lots of Chinese cabbage (Brassica pekinensis (Louv.) Rupr) showed that K /Na correlated well with germination and germination index. The ability of K /Na to indicate well changes in vigor was further supported by investigation in soybean (Glycine max (L.) Merr.) seeds and another cultivar of Chinese cabbage seeds. Thus, seed leakage of K /Na can accurately indicate seed vigor, whereas the conductivity test failed to do so. Furthermore, K /Na showed up bigger quantitative differences in vigor level than did the conductivity test. This findings provide a more sensitive and accurate index for the assessment of seed vigor. The mechanisms of Na and K ion transport are also discussed.     

种子活力与蛋白质关系的研究进展

对种子活力的研究是目前种子生理学研究的热点,近年来对种子活力的机理的研究有了新的突破。本文主要叙述了种子活力与蛋白的关系研究进展,包括种子活力与贮藏蛋白的关系、种子活力与热激蛋白等逆激蛋白的关系、种子活力与泛肽、钙调蛋白的关系等,并探讨了与种子活力有关的逆激蛋白之间的同源性。     

种子活力与蛋白质关系的研究进展

对种子活力的研究是目前种子生理学研究的热点,近年来对种子活力的机理的研究有了新的突破。本文主要叙了种子活力与蛋白的关系研究进展,包括种子活力与贮藏蛋白的关系、种子种力与热激蛋白等逆激蛋白的关系、种子活力与泛肽、钙调蛋白的关系等,并探讨了与种子活力有关的逆激蛋白之间的同源性。     

Testing the cultivar vigor hypothesis: comparisons of the competitive ability of wild and cultivated populations of Pascopyrum smithii along a restoration chronosequence

Restoration practitioners often rely on seeds of widely available cultivars representing native species but nonlocal germplasm. Cultivation improves the supply of plant materials and minimizes revegetation costs, but can also favor agronomic traits, and resulting vigor may affect the competitive ability and long‐term persistence of cultivated genotypes at restoration sites. We compared cultivated, restored, and wild populations of Pascopyrum smithii (western wheatgrass) in a greenhouse study to test the extent to which cultivars outcompete local plants in biomass production, and to determine if morphological differences (including height and number of leaves) among cultivated and wild populations persist at restoration sites over time. We found evidence of vigor and greater competitive ability of cultivars in seed mass, growth rate, plant height, and biomass and this advantage occurred when plants were grown alone or in competition with other seed sources. Cultivar vigor persisted at restoration sites over 30 years, but restored populations more closely resembled wild, local populations when cultivars were planted in closer proximity to nearby undisturbed sites. This study supports the cultivar vigor hypothesis and provides evidence for the long‐term persistence of cultivated traits in the environment.     

钙提高玉米种子活力的作用研究

本文以玉米种子为材料,研究了钙对种子活力的影响．在０—４０ｍｍｏｌ／ＬＣａ（２＋）的浓度范围,低浓度的Ｃａ（２＋）提高种子的发芽率和活力,最适浓度为１０ｍｍｏｌ／Ｌ,超过此浓度Ｃａ（２＋）的促进作用减弱．Ｃａ（２＋）提高种子发芽率和活力的原因可能是Ｃａ（２＋）促进胚和胚乳中α－和β－淀粉酶的活性,加速胚乳中贮藏物质如淀粉和可溶性蛋白的动员．在种子萌发过程中,ＥＧＴＡ和ＥＤＴＡ能降低种子活力,２．５和１０ｍｍｏｌ／ＬＣａ（２＋）能部分解除ＥＧＴＡ和ＥＤＴＡ的抑制作用．     

超干对种子活力及水分热力学特性的影响

以耐干的菜心种子和不耐干的豇豆种子为材料,研究了超干对其活力和水分吸附等温线及热力学参数（△S、△H、△G）的影响。超干使红豇豆种子活力下降,SOD、POD活性降低,膜结构受损,这些变化即发生在水分降低的干燥过程中又发生在眼干状态下的贮藏过程中,菜心种子的活力和SOD,POD的活性受超干的影响小,超干对细胞膜的轻微损伤可在萌发吸胀时得到修复,超干种子水分吸附等温线上区段1和区段2的含水量明显下降;超干种子除－△S和－△H在区段1略有所升高外,－△S、－△H在区段和2和区段3和－△G在各区段均有程度不同的下降;这些改变尤以豇豆种子较显著,说明豇豆种子的水分束缚能力低,较易失去水分吸附等温线上的强吸附水,继而引起大分子结构的改变,降低种子活力;而菜心种子则相反,能在超干状态下较好地保持酶的活性和细胞膜的结构,故适宜超干贮藏。