植物脯氨酸合成酶基因工程研究进展

逆境条件下植物细胞积累脯氨酸是植物适应逆境的一种反应,有利于减轻逆境对植物的伤害。简要回顾了生物体脯氨酸代谢过程和逆境下植物积累脯氨酸的作用,重点总结了植物体内脯氨酸合成酶基因吡咯啉-5羧-酸合成酶(P5CS)的克隆、表达和转基因研究进展。研究认为,P5CS是一个逆境胁迫应答基因,通过基因工程方法调节P5CS基因的表达有利于提高植物体脯氨酸的积累量,改善植物的抗逆性。因此,目前可以在大田植物中开展利用提高脯氨酸来改善植物抗逆性的研究。     

L-脯氨酸羟基化酶的提纯及活性研究

目的,以猪肺为原料,提取能把游离的L-脯氨酸羟化脯氨酸的羟基化酶。方法：把新鲜猪肺在提取液中低温高速匀浆,然后用4000r/min离心分离20min,取上清液进一步用8000r/min高速离心后,分别用盐析和有机溶剂的方法提取羟基化酶;结果;不同的方法都得到棕色的固体。经电泳测定该固体纯度高,溶于水中后能把游离的L-脯氨酸羟化为L-羟脯氨酸。测定其分子量约为66.000;等电点约为4。结论：所采用的提取工艺流程具有简单,效率高和实用的特点,且猪肺便宜,易得,适合较大规模的制备。     

NaCl对小麦苗叶片脯氨酸氧化酶活性和游离脯氨酸累积的影响

在含NaCl营养液中培养的小麦幼苗较之无NaCl营养液中的幼苗。其脯氨酸氧化酶活性降低,而游离脯氨酸含量则升高;培养液的渗透势越低,培养时间越长,则脯氨酸氧化酶的活性越低,且游离脯氨酸的含量越高。去除胁迫后酶活性恢复,脯氯酸含量下降。不同渗透剂对氧化酶活性抑制强弱顺序为MgCl_2>NaCl>甘露醇,引起脯氨酸累积效应的强度顺序为MgCl_2>NaCl>甘露醇。超微结构显示,高NaCl浓度下部分线粒体结构受损伤,膜和嵴部分消失。     

小麦叶中脯氨酸测定方法的研究

本文介绍的是一种改进的测小麦脯氨酸的比色法,用721分光仪对小麦叶中脯氨酸含量进行测定,简易快速,省工省药,适于大批量样品抗旱性筛选鉴定。     

太谷核不育小麦可育花药内游离脯氨酸的来源、利用及与不育花药败育的关系

太谷核不育小麦营养体内的游离脯氨酸能迅速地运入并积累于花药中,花药有将谷氨酸转化成脯氨酸的能力。脯氨酸向花药内以主动运输为主,能被DNP所抑制,与旗叶的功能密切相关。在发育阶段Ⅰ(小孢子释放前后),脯氨酸已不能由营养体运入不育花药,运输的障碍在花丝或花药中,不育花药缺乏游离脯氨酸可能是主要原因。发育阶段Ⅰ的可育花药内,脯氨酸是合成蛋白质或其他大分子物质的原料。因而,脯氨酸的缺乏可能是加速不育花药小孢子败育和小孢子释放后急剧解体的重要原因。     

AMPA受体与阿尔茨海默病

AMPA受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxa-zolep-propionate receptor,AMPAR)介导中枢神经系统快速兴奋性突触传递,其在突触后膜的动态表达与长时程增强、长时程抑制的诱发和维持有关,参与调节学习记忆活动。AMPAR在β-淀粉样蛋白作用下的过度胞吞和裂解致其在突触后膜缺失,可致突触损伤和功能障碍,与阿尔茨海默病早期认知障碍密切相关。AMPAR还参与谷氨酸介导的兴奋性损伤,Ca2+通透性AMPAR亚型的过度激活能导致阿尔茨海默病神经元的功能障碍甚至死亡。此外,AMPAR还参与tau蛋白的异常磷酸化,与神经原纤维缠结的形成有关。因而突触后膜AMPA受体数目和功能异常可能是导致阿尔兹海默病发生的重要环节。     

脯氨酸转运相关基因的研究进展

作为植物中普遍存在的一种逆境适应机制, 脯氨酸积累一直被认为是其合成和降解调控的结果。然而越来越多的研究表明, 脯氨酸转运也可能在其积累过程中起重要作用。在植物中, 有多个氨基酸转运蛋白家族, 如氨基酸通透酶家族(AAPs)、赖氨酸组氨酸转运蛋白家族(LHTs)和脯氨酸转运蛋白家族(ProTs)参与脯氨酸在各个器官间的运输。该文对参与脯氨酸运输的基因家族成员的表达模式、生理功能及表达调控进行了综述, 以期为脯氨酸运输与积累在植物抗逆方面的研究提供参考。     

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40~60mg·L-1。     

干旱条件下植物ABA积累对脯氨酸水平的影响

目前公认,植物遭受水分胁迫后,体内发生适应性变化,最显著的是脱落酸(ABA)和脯氨酸的积累。ABA,能引起气孔关闭,调节植物体内水分平衡,保护质膜结构和功能,提高植物抗旱能力。脯氨酸作为渗透调     

水稻高脯氨酸变异系高脯氨酸含量和耐盐性的遗传性

由经羟脯氨酸处理的水稻品种香血糯幼胚愈伤组织中分离出的高脯氨酸变异体,经过长期继代２、分化和脱分化２等无性繁殖过程,仍保持其高脯氨酸含量特性,再生植株自交后代的脯氨酸含 大主于原型对照,杂交６－７个有性世代的测试表明高脯氨酸特性有遗传性,高脯氨酸变异系杂交种子在盐胁迫条件下的发芽率明显高于原型和另一个亲本品种,幼苗生长亦较佳,显示高脯氨酸系增强的耐盐性可以遗传。     

外源H2O2处理对唐古特白刺愈伤组织脯氨酸代谢的影响

以唐古特白刺（Nitraria tangutorum Bobr.）愈伤组织为材料,研究外源H₂O₂（2和10 μmol·L^-1）处理下其脯氨酸含量及相关代谢酶活性的变化,试图从细胞水平揭示H₂O₂影响脯氨酸代谢的生理机制。结果显示,2和10 μmol·L^-1 H₂O₂处理24 h使唐古特白刺愈伤组织脯氨酸含量分别变为对照的112%和92%,而处理72 h后,脯氨酸含量增加为对照的141%和119%;与对照相比,外源H₂O₂处理诱导愈伤组织脯氨酸脱氢酶活性降低,而谷氨酸激酶活性升高,但鸟氨酸转氨酶活性无显著变化;此外,H₂O₂处理使唐古特白刺愈伤组织内源性H₂O₂含量升高。结果表明,外源H₂O₂诱导了唐古特白刺愈伤组织H₂O₂含量的增高和脯氨酸的积累,且H₂O₂处理下脯氨酸脱氢酶活性的降低及谷氨酸激酶的升高与愈伤组织脯氨酸的积累有关。     

脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展

脯氨酸被认为是植物和细菌内的一种相容渗透剂,有助于植物和细菌抵御渗透胁迫。本文就近年来有关植物体内脯氨酸合成和代谢、脯氨酸含量受渗透胁迫的影响情况、脯氨酸合成降解有关的酶及其基因、脯氨酸在细胞中的运输和定位、ＡＢＡ与脯氨酸的诱导合成以及脯氨酸和植物抗渗透胁迫关系的研究进展作了简要综述。     

测定小麦叶片游离脯氨酸含量的方法

在测定样品游离脯氨酸含量时,现多采用Troll的酸性茚三酮显色法,而对样品的前处理(提取和纯化脯氨酸)却采用了不同的方法,概括起来主要有三种,即Troll的80％乙醇浸提法,Singh的甲醇-氯仿-水浸提法和Hanson的水浸提法。前两种方法的共同点是程序复杂,费时,难以在短时间内处理大批材料,且涉及试剂种类多,用量较大,成本较高。虽然近年来有人作了改     

感染炭疽病的黄瓜叶片中游离脯氨酸含量变化

脯氨酸在不同的逆境条件下积累是一种普遍现象。如干旱、盐害、高温、低温、重金属毒害、病菌侵染、厌氧条件、营养胁迫、大气污染和UV-辐射等逆境都能导致植物体内脯氨酸积累。如何合理解释这种现象尚待研究。Hare和Cress(Plant Growth Regulation, 1997,21：79～102)综述大量文献认为,脯氨酸积累是在各种逆境条件下植物正常代谢被打乱后,转向一种新的代谢状态的结果,是植物体内能量状态和氧化还原势的综合反映。本文探讨黄瓜叶片感染炭疽病后,其内源游离脯氨酸含量的动态变化规律及在局部叶与系统叶之间的差异。试验采用黄瓜 ( Cucumissativus )品种特选长春密刺为材料。挑大小均匀一致的黄瓜种子,用0.1％HgCl2溶液消毒浸种5 min,先后分别用自来水和蒸馏水冲洗干净后,于28C恒温培养箱中催芽;3 d后定植于瓦盆内,每盆种3株,营养土取自试验田。每天浇足自来水,在玻璃温室内,待长到第2片真叶完全展开时,进行接种处理。光照、温度依广州地区的气候条件。     

水分胁迫下植物体内游离脯氨酸的累积及ABA在其中的作用

无论是土壤干旱,还是NaCl或PEG所引起的水分胁迫,都使植物体内游离脯氨酸含量明显升高。不同小麦品种反应不一,如对干旱敏感的甘麦8号比抗旱的和尚头、定西24在NaCl和PEG胁迫下游离脯氨酸水平增高得更快,而后者持续的时间较长。土壤干旱胁迫下,小麦各品种之间脯氨酸含量无明显差异。中生植物倒挂金钟(Fuchsia hybrida)和沙生植物猪毛蒿(Artemisia scoparia)在水分胁迫下游离脯氮酸含量均有增高。把小麦幼苗放在5×10~(-5)M ABA溶液中浸根处理,无论在正常或胁迫情况下均能促进游离脯氨酸含量的增高。     

PEG处理大豆种子对下胚轴脂氧合酶活性及脯氨酸含量的影响

选用三种不同浓度的PEG 6000处理抗旱性不同的两个大豆品种“庆选101”和“哈85-6439”。研究结果表明:PEG处理大豆种子可以显著地降低下胚轴中的LOX活性,pro含量也明显下降,而蛋白质的含量却迅速上升。这与水分协迫条件下植物体内大量积累pro的试验结果相反,并且pro含量的下降与LOX活性的降低、蛋白质含量的升高密切相关,同时种子的发芽率明显提高。