植物对羰基化合物的排放与吸收研究进展

综述了植物排放、吸收羰基化合物的研究成果,讨论了植物与大气之间羰基化合物的交换补偿点问题.气孔和角质层的吸收是醛类被植物净化的重要途径.羰基化合物进入植物叶片后,在叶片体内酶的作用下绝大部分被代谢为有机酸、糖类、氨基酸、二氧化碳等产物.根据补偿点及周围大气中羰基化合物的浓度可初步推断出植物与大气之间羰基化合物的交换方向.简要叙述了目前植物排放羰基化合物以及植物叶片中羰基化合物的分析方法,如DNPH/HPLC/UV和PFPH/GC/MS法.最后指出未来的研究热点为:改进和优化植物排放羰基化合物的分析方法和研究体系(如植物-土壤体系)、扩大植物排放羰基化合物的检测种类范围、筛选净化污染能力强的植物物种,以及推广植物修复大气污染技术.     

有机酸代谢在植物适应养分和铝毒胁迫中的作用

有机酸不仅是碳代谢的中间体,而且在一些植物应对养分缺乏、金属胁迫以及根-土界面中操纵植物-微生物间的交互作用方面都发挥着关键作用.从植物营养学角度,对最近关于植物体内有机酸的形成与生理,及其与氮素代谢,磷和铁的吸收,铝的耐受以及土壤生态之间的关系等方面进行了总结,并对有机酸的跨膜运输、转基因模型中有机酸调控的生物技术操作的最新发现进行了讨论,以期为理解有机酸代谢的植物营养学基本原理提供基础.最后,还提出了通过生物技术,培育作物新品种,以更好地适应环境与金属胁迫.     

微生物有机酸转运蛋白的研究进展

转运蛋白是一类膜蛋白,可介导生物膜内外化学物质的跨膜转运及信号交换。有机酸转运蛋白在微生物有机酸代谢的跨膜转运过程中发挥重要作用,根据转运蛋白有机酸转运的方向不同可以分为摄取转运蛋白和外排转运蛋白。在微生物代谢中,有些有机酸可以作为能源直接参与体内代谢,有些是能量转换过程中的重要中间产物;摄取转运蛋白的过表达,可以促进微生物细胞获取能源物质,高效的生产目标产物;有机酸摄取转运蛋白敲除或外排转运蛋白表达,有利于底盘细胞外排更多目标产物,进而促进有机酸的生物合成。研究有机酸转运蛋白的结构和功能,有助于解析微生物细胞有机酸生物合成及利用的机制,对于提高工业微生物对有机酸的利用及生物合成具有重要作用。本文综述了微生物有机酸转运蛋白分类和结构、转运方式和转运功能等方面,重点综述了转运蛋白在有机酸生产中的应用,为工业微生物有机酸的高效生物合成及未来发展提供参考。     

植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展

内生菌与植物共生能够提高宿主的氮吸收与氮代谢水平,这可能是由于内生菌在植物体内引发的多种效应的综合结果.植物内生菌能够通过促进植物根系发育和固氮作用为宿主植物提供更多的无机氮素;能够通过分泌多种胞外酶系如漆酶、蛋白水解酶等使宿主植物更好地利用有机氮素;能够提高宿主氮代谢关键酶如硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)等酶的活性;能够提高宿主植物激素水平和维生素含量从而促进宿主氮代谢;能够通过影响宿主植物氮代谢促进宿主植物分蘖、提高宿主植物叶绿素含量和光合速率等等.综述了国内外关于植物内生菌促进宿主氮代谢的相关报道,归纳了植物内生菌影响宿主氮素吸收与代谢的可能机制,并展望了关于植物内生菌促进宿主氮代谢机制方面的研究方向.     

反相高效液相色谱法测定厌氧菌有机酸代谢产物

建立反相高效液相色谱测定厌氧菌代谢发酵有机酸产物(乙酸、乳酸)的方法并用于测定乳酸菌代谢发酵产物中的含量。反相高效液相方法是一种简单、准确、灵敏的方法,可用于同时定量测定厌氧菌的有机酸代谢产物。     

缺硫对万寿菊镉积累的影响

采用营养液培养法,研究了缺硫对万寿菊(Tagetes erecta)各器官镉积累的影响,以及巯基化合物和有机酸等在各器官镉积累中的作用.结果表明:0.1 mg·L-1镉处理7 d,缺硫处理显著降低了植物根、茎和叶中的镉含量,较对照分别降低了47%、38%和61%;缺硫对植物体内半胱氨酸、γ-谷氨酰半胱氨酸、谷胱甘肽和有机酸的合成没有显著影响,而且3种巯基化合物的含量都很低;缺硫植物根部合成的植物络合素的量显著降低,这可能是植物体内镉积累减少的主要原因;在植物的各器官中,叶片中的有机酸含量最高,而在叶片中未检测到植物络合素,由此可推断,叶片中积累的镉主要与有机酸结合;缺硫影响了根部植物络合素的合成,进而降低了植物体内镉的积累,而缺硫没有影响植物体内有机酸的合成,有机酸可能仅是参与植物组织中与镉的络合作用.     

环境胁迫下内生菌与宿主代谢相互作用研究进展

植物体内成分是实时反映其生理状态的最直接指标,是其遭受生物或非生物胁迫应激状态的体现,微生物与植物的共生抗逆亦由代谢的重置与调控得以实现.内生菌可以自身细胞功能或代谢产物调控宿主代谢,其自身可产生独特的、显著区别于宿主的代谢成分参与抗逆;而宿主内环境的长期“驯化”亦可改变内生菌的表型和代谢.较全面地分析了植物与微生物共...     

高等植物的次级代谢

代谢是生物所共有的生命过程。从碳代谢流来看,植物、动物和微生物的过程是一样的。我们可以把植物的代谢分为初级代谢和次级代谢(Secondary metabolism)。从底物(如糖)开始,经糖酵解和三羧酸循环(EMP-TCA途径),包括戊糖支路(HMP)进行底物降解和末端氧化,这部分过程通常称之为初级代谢。从初级代谢关键中间产物出发,与蛋白质代谢、脂肪代谢、核酸代谢相联结(图1),其与植物的生长发育和繁     

有机酸在植物对重金属耐性和解毒机制中的作用

植物对重金属的耐受和解毒机制可分为外部排斥和内部耐受两大类。该文综述了有机酸作为一类金属配位体, 在植物对重金属的这两大类机制中的重要作用。在重金属的外部排斥过程中, 植物根系分泌有机酸, 与金属离子形成稳定的金属配位体复合物, 改变重金属的移动性和生物可利用性, 阻止金属离子进入植物体内或避免其在根部敏感位点累积。此外, 有机酸还可与进入植物体内的金属离子螯合, 使其转化为无毒或毒性较小的结合形态, 缓解重金属的毒害效应, 实现植物对重金属的内部耐受。     

乳杆菌代谢产物对化脓性链球菌的抑制作用

【目的】分析乳杆菌代谢产物对化脓性链球菌的抑制作用。【方法】基于双层平板打孔法,通过测量抑菌圈大小来检测乳杆菌代谢产物对化脓性链球菌的抑菌作用;然后分别采用高效液相色谱法和4-氨酰安替比林法检测乳杆菌代谢产物中的有机酸和H2O2含量;最后,检测乳酸、乙酸和H2O2对化脓性链球菌的最小抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC)。【结果】对化脓性链球菌的抑菌效果以植物乳杆菌KLDS1.0667最好,副干酪乳杆菌KLDS1.0342-1次之,瑞士乳杆菌KLDS1.0203抑菌效果最差;乳酸和乙酸产量KLDS1.0667>KLDS1.0342-1>KLDS1.0203;H2O2产量KLDS1.0203>KLDS1.0667>KLDS1.0342-1。在抑菌试验中,乳杆菌的发酵上清液经去除H2O2处理后抑菌圈直径都减小;将发酵上清液的p H调至7.0后均检测不到抑菌圈。结果表明,乳杆菌代谢产物中对化脓性链球菌起抑制作用的主要物质为有机酸和H2O2,其中乳酸是产生抑菌作用的最主要物质。乳酸、乙酸和H2O2对化脓性链球菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为1.28、0.64和0.008 g/L,对化脓性链球菌的最小杀菌浓度(MBC)分别为5.12、2.56和0.032 g/L。【结论】乳杆菌可利用其代谢产物对化脓性链球菌产生抑制作用,主要抑菌物质为有机酸和H2O2。     

植物次生代谢生态学

植物次生代谢 ( Plantsecondary metabolism)的概念最早是由 Kossel于 1 891年明确提出的。次生代谢是相对于初生代谢或称基本代谢 ( Primarymetabolism)而言的。与维持细胞生命活动所必需的初生代谢产物 ( Primary metabolites)不同 ,次生代谢产物 ( Secondary metabolites,也称次生产物、次生物质 )是指植物中一大类对于细胞生命活动或植物生长发育正常进行并非必需的小分子有机化合物 ,这些在植物体内含量不等的化合物均有自己独特的代谢途径 ,通常由初生代谢派生而来 (陈晓亚等 ,1 998)。植物的次生代谢是植物在长期进化中与环境(生物…     

植物内生放线菌研究进展

植物内生菌主要包括细菌、真菌和放线菌。放线菌的次生代谢产物,如抗生素、有机酸、生物碱等,在抗癌药物、新型抗生素、植物促生剂、生物农药、纳米新材料等领域取得了一系列研究成果。内生放线菌在生态农业、食品工业、制药工业和环境治理等方面扮演重要角色。本文简要概述了目前植物内生放线菌的研究成果,讨论了存在的问题和发展方向。     

~(14)-C菲在“植物-火山石-营养液-空气”系统中的迁移和转化

利用放射性同位素示踪技术 ,研究14 C 菲在“植物 火山石 营养液 空气”封闭系统中的迁移转化 .结果表明 ,菲在该系统中降解较快 ,实验进行到 2 3d时 ,营养液中的放射性含量仅为施入时的 2 5 % .实验结束 (46d)时 ,14 C放射性在该系统各部分间的分布顺序为根 (38.5 5 % ) >挥发性有机代谢产物 (VOCs ,17.6 8% ) >火山石(14 .35 % ) >CO2 (11.42 % ) >茎 (2 % ) ;植物体内的放射性物质主要以结合态 (根 4.6 8% ;茎叶 0 .6 8% )与植物组织结合和以极性代谢产物 (根 2 3 .14 % ;茎 0 .78% )形式存在 .     

基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析

以甲醇/水(1∶1)作为溶剂,利用高分辨核磁共振氢谱分析了盐生模式植物盐芥(Thellungiella salsuginea)代谢组对盐胁迫的响应。根据1H核磁共振(NMR)波谱,在盐芥莲座叶中准确鉴定出23种代谢产物,包括11种氨基酸、4种糖类、6种有机酸和2种其他代谢产物。主成分分析表明,150、300 mmol/L NaCl处理盐芥的代谢组与对照均有显著差异(P<0.05),两种浓度的NaCl处理对盐芥代谢组的影响也不相同。盐胁迫处理以后,盐芥23种代谢产物含量均发生显著变化,除天冬氨酸、延胡索酸受盐胁迫诱导含量下降以外,其余代谢物含量均不同程度升高。这些代谢物主要参与了糖类代谢途径、氨基酸合成途径、三羧酸循环和甜菜碱合成途径,这些代谢途径在盐芥响应盐胁迫过程中有重要作用。     

微生物次级代谢产物抗辣椒疫霉的研究进展CSCD

辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种破坏性极强的蔬菜作物病原菌,会使植物患疫病,已对农业生产造成巨大的经济损失。微生物次级代谢产物可通过破坏细胞膜通透性、干扰蛋白质合成以及诱导植物产生抗性等机制来抑制辣椒疫霉,在防治辣椒疫霉和其他植物病原菌中发挥着重要作用。微生物源次级代谢产物如吩嗪-1-羧酸是我国自主创制的绿色杀菌剂申嗪霉素(shenqinmycin)的主要成分,对包括辣椒疫病在内的多种植物病害有良好的防治效果。因此,微生物次级代谢产物的应用是生物防治中控制植物病害的有效手段,也是实现农业绿色发展的有效策略。本文以微生物类型(细菌、放线菌和真菌)为主线,简要综述了近二十年来94种具有抗辣椒疫霉活性的微生物次级代谢产物的来源、抗菌效果和部分次级代谢产物的抗菌机理,以期为微生物源次级代谢产物抗辣椒疫霉的研究与开发提供参考。     

砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响

采用室内溶液培养法,运用气相色谱-质谱联用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技术测定在As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和二甲基胂酸(Dimethylarsinic acid,DMA)3种形态砷(浓度0—5.0 mg/L)胁迫下,砷超富集植物黑藻(Hydrilla verticillata(Linn.f.)Royle.)和非砷超富集植物竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)体内生成和体外分泌的7种有机酸的含量。结果表明,黑藻体内草酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸和棕榈酸都显著高于竹叶眼子菜(P<0.05)。在As(Ⅲ)处理时,黑藻体内柠檬酸、苹果酸、棕榈酸、亚麻酸和总有机酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸显著下降;在As(Ⅴ)处理时,黑藻棕榈酸和总有机酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸显著下降;在DMA处理时,黑藻草酸、柠檬酸和苹果酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸、亚麻酸和总有机酸显著下降。黑藻在As(Ⅲ)处理下棕榈酸、亚麻酸、总有机酸和As(Ⅴ)处理下草酸含量与体内As含量呈显著负相关(P<0.05),而竹叶眼子菜在As(Ⅲ)或DMA处理下棕榈酸、亚麻酸、总有机酸含量以及在DMA处理下柠檬酸含量与体内As含量均呈显著负相关(P<0.05)。两种植物根系分泌物中均检测出草酸、丙二酸、琥珀酸和棕榈酸,但只有在As(Ⅲ)或As(Ⅴ)处理时黑藻分泌的草酸与体内As含量呈显著正相关。本研究表明As(Ⅲ)或As(Ⅴ)胁迫下黑藻向体外分泌草酸是其超富集砷的一种重要机制。     

植物次生代谢途径的遗传操作

植物次生代谢产物种类极其丰富,是人类的宝贵资源,这些产物及其合成途径相关酶具有空间特异性分布的特征。植物次生代谢途径的调控是个复杂的过程,受代谢产物水平、多酶复合物相互作用等多种因素的影响。通过遗传操作改造代谢过程,调控产物在植物体内的含量,是一条切实可行和具有广阔发展空间的途径。目前,改造植物次生代谢途径可以采取单基因操作和多基因操作两种策略进行。     

植物干旱胁迫下水分代谢、碳饥饿与死亡机理

植物在生长发育过程中受众多环境因子共同作用。随着全球气候变化,气温升高、降水量下降等问题频繁出现。目前气象学家一致预测未来环境变暖会使干旱更加频繁剧烈,这一环境改变使植物死亡更加严重。植物在水分胁迫、特别是干旱胁迫条件下,体内水分代谢与碳代谢会发生失衡现象:光合速率降低、蒸腾速率降低,带来生长降低;为维持植物新陈代谢,植物呼吸作用必然下调。在长期干旱胁迫条件下植物体内碳水化合物储存发生失衡现象,这种失衡使植物陷入碳饥饿现象。另外,由于水分失衡而出现的木质部栓塞和空穴会进一步加剧水分运输障碍,而修复空穴则需要大量非结构性碳水化合物(NSC),这使植物陷入两难选择。总结了植物干旱胁迫下,碳饥饿与水分代谢、植物死亡关系的相关研究,对未来的研究方向和重点提出建议,以期对未来的植物死亡研究提供帮助。     

人工培养柞蚕蝉花不同部位的代谢组差异

【背景】蝉花是传统中药材,前期研究发现柞蚕培养蝉花与野生蝉花成分类似,因此有替代野生蝉花利用的潜力。【目的】揭示柞蚕培养蝉花各部分的代谢组差异,为合理利用人工培养柞蚕蝉花提供理论依据。【方法】用基于HPLC-DAD-TOF/MS代谢组学方法,比较人工培养柞蚕蝉花的虫体、体表菌丝和孢梗束的代谢组差异。【结果】人工培养柞蚕蝉花不同部位代谢组差异显著。蝉花虫体内虽然充满菌丝(菌核),但次生代谢产物并不多,仅二氢神经酰胺和植物鞘胺醇等少数化合物较其他部位多,表明虫体内物质以大分子储藏物质为主。虫体内的植物鞘胺醇含量较高,与蝉棒束孢受柞蚕蛹的免疫损伤有关。虫体表面菌丝中被检测到大量次生代谢产物,这可能是因为虫体内分解的营养成分会优先被菌丝吸收。孢梗束的次生代谢产物相对较少。【结论】柞蚕蝉花不同部位的代谢物显著不同,其虫体表面菌丝次生代谢产物较多,具有较大的代谢物利用潜力。     

植物对重金属锌耐性机理的研究进展

Zn是植物必需的营养元素,同时也是一种常见的有毒重金属元素.由于长期的环境选择和适应进化,植物相应对Zn~(2+)产生了耐性,可减轻或避免Zn~(2+)的毒害.植物对锌耐性机制有:菌根和细胞膜对Zn~(2+)吸收的阻止和控制,其中控制Zn~(2+)的细胞膜跨膜转运器主要有(ZIP)类、阳离子扩散促进器(CDF)类和B-type ATPase (HMA)类;金属硫蛋白(MTs)、植物螯合素(PCs)和有机酸等Zn~(2+)螯合物质的体内螯合解毒;体内区室化分隔以及通过抗氧化系统和渗透调节物质的代谢调节等.本文从生理和分子水平上综述了植物对Zn~(2+)耐性机理的研究进展,并在此基础上提出目前存在的问题和今后研究的重点领域,为该领域的相关研究提供资料和借鉴.