交替氧化酶在麻疯树盐胁迫响应中的作用

麻疯树耐贫瘠,能在降水量少、环境恶劣的地区种植,但麻疯树的抗逆机理至今尚未揭晓。研究了盐胁迫对麻疯树生长的影响以及交替氧化酶(AOX)在麻疯树盐胁迫响应中的作用。结果表明,麻疯树具有较强的耐盐性,200 mmol/L和400mmol/L NaCl处理对麻疯树幼苗生长影响不大,叶片叶绿素含量和细胞含水量与对照组材料相比无明显差异。1 mol/L NaCl处理时麻疯树生长减缓,气孔开度降低,但未表现出明显的胁迫损伤。盐胁迫条件下,AOX呼吸和AOX基因的转录水平明显上升。与对照组材料相比,AOX基因转录水平在200 mmol/L和400 mmol/L NaCl处理时上升近两倍,而在1 mol/L NaCl处理时上升近3倍。结果表明,AOX可能在麻疯树盐胁迫应答过程中起关键作用,与减轻植株氧化损伤有关。     

番茄种子及其萌发期化感作用分析

采用种子发芽生物测试法,以发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数为指标,对番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)种子及其萌发期对大白菜[Brassica campestris ssp.pekinensis(Lour.)G.Olsson]、萝卜(Raphanus sativus Linn.)、黄瓜(Cucumis sativus Linn.)和番茄种子萌发的化感效应进行测定,并采用化感效应指数(RI)和化感综合效应(SE)对化感作用进行评价.结果表明:用30 mg·mL-1番茄种子浸提液培养大白菜、萝卜和黄瓜种子,各项发芽指标均低于对照;番茄种子萌发可导致套种的大白菜、萝卜和黄瓜种子的各项发芽指标降低;番茄幼苗分泌物对大白菜、萝卜和黄瓜种子的萌发也均有抑制作用;在4个发芽指标中,对种子活力指数的抑制效应最大.与对照相比,0.5和1.0g番茄幼苗模拟腐解物对大白菜、萝卜和黄瓜种子的发芽率有一定的促进作用,但均导致种子发芽指数和活力指数的降低;而1.5g番茄幼苗模拟腐解物对3种蔬菜种子各项发芽指标的抑制作用最大;随模拟腐解物质量的增加,番茄种子的发芽指标值也逐渐降低.8、16和24 mg·mL-1番茄幼苗浸提液对大白菜、萝卜、黄瓜和番茄种子的萌发有明显抑制作用,随浸提液浓度提高,受试蔬菜种子的各项发芽指标均逐渐降低.总体上看,在番茄种子萌发过程中对受试蔬菜种子萌发的RI值多数为负值、SE值均为负值.研究结果证实:番茄种子含有化感物质,在其萌发过程中分泌与释放化感物质并抑制胚根生长,且除抑制其他植物种子的萌发外还具有自毒作用.     

番茄交替氧化酶基因的克隆和表达

利用简并PCR扩增产物做探针筛选番茄cDNA基因文库获得一个全长交替氧化酶cDNA基因LeAoxlau.经序列分析得出,该基因全长1 418bp,编码区序列长1 077 bp,编码约40 kD的前体蛋白.该蛋白在转运到线粒体时被加工成32kD的成熟蛋白.Southern印迹杂交分析结果显示该基因以单拷贝形式存在于番茄的基因组中RT-PCR显示,该基因在在番茄植株的根、茎、叶和子叶中表达.重组表达实验表明该基因能在大肠杆菌中表达.     

工业真菌中的交替氧化酶

真菌是现代微生物发酵产业的主力军之一。交替呼吸途径(Alternative respiration pathway,ARP),以其非磷酸化电子传递途径,起到了能量溢流(Energy overflow)的作用,调节细胞能量代谢,平衡碳代谢和电子传递,有利于代谢产物的积累。此外,交替呼吸对真菌的抗逆反应和条件致病菌的生理作用也都具有非常重要的影响。交替氧化酶(Alternative oxidase,AOX)是线粒体中交替呼吸途径的末端氧化酶,广泛存在于高等植物及部分真菌和藻类中。由于交替氧化酶对水杨氧肟酸(Salicylhydroxamic acid,SHAM)敏感而对细胞色素呼吸抑制剂氰化物不敏感,交替氧化酶AOX介导的交替呼吸途径又被称为抗氰呼吸途径(Cyanide-resistant respiration,CRR)。近年来,研究交替呼吸途径和交替氧化酶已成为细胞呼吸代谢领域的热门课题。本文主要对真菌交替呼吸途径和交替氧化酶的结构与其在工业真菌体内功能的最新研究进展作一简要的综述。     

光、赤霉酸(GA_3)和酸化在诱导番茄种子萌发中的作用

外源GA_3和红光处理都能有效地诱导番茄变种台湾红种子萌发。10~(-5)mol/L HCl即能促进GA_3诱导萌发;1mol/L HCl酸化1小时能使GA_3诱导种子萌发的浓度降低5倍以上,并能使萌发提前2天。10~(-10)mol/L的HCl可以促进光诱导萌发,而大于10~(-5)mol/L HCl则有抑制作用。     

交替氧化酶和解偶联蛋白在植物线粒体中的作用及其相互关系

植物线粒体不仅含有细胞色素C呼吸途径相关蛋白,也包括交替氧化酶（抗氰交替途径）和解偶联蛋白（解偶联途径）,这些途径中的蛋白都直接影响植物线粒体能量代谢。本文介绍了交替氧化酶和解偶联蛋白在植物线粒体能量代谢中的作用及其相互关系的研究进展。     

番茄种子及萌发过程中蛋白体超微结构的研究

对番茄种子蛋白体的结构,类型及萌发过程中的变化进行了详细观察,未萌发种子蛋白体周围由一单层膜包裹,内部为蛋白质基质及分布其中的内含物３部分组成,根据内含物形态和性质上的不同可分为球状晶体,拟晶体和簇晶体３种形式,根据蛋白体所含内含物的不同,将蛋白体划分为５种基本类型：（１）基质蛋白体;（２）球状晶体蛋白体;（３）拟晶体蛋白体;（４）簇晶体蛋白体;（５）复合蛋白体。萌发过程中,蛋白体逐渐降解并液泡化     

不同基因型番茄种子萌发期的耐盐性

选用14种不同基因型番茄进行萌芽期NaCl胁迫耐盐性筛选,对相对发芽势和相对发芽率两项指标进行聚类分析,将其划分为耐盐性强（5种）和耐盐性弱（9种）两类,从中选出4种耐盐性和生物性状不同的番茄(耐盐性强：野生醋栗番茄、小果型辽园红玛瑙、大果型红宝石;耐盐性弱：大果型辽园红多丽)分别进行不同种类钠盐以及NaCl、Na⁺、Cl^-两组胁迫试验.结果表明：4种不同基因型番茄对各种盐胁迫响应与NaCl的鉴定结果一致;不同Na⁺盐中碱性盐NaHCO₃对番茄的影响最大,在100 mmol·L^-1 Na⁺浓度下,4种基因型番茄的相对胚芽长度都在8%以下,5种盐对番茄种子萌发的抑制顺序为：NaNO₃2SO₄2PO₄3;NaCl、Na⁺、Cl^-胁迫下,Cl^-对番茄的伤害最小.     

低温胁迫对番茄种子萌发的影响

在人工气候箱中模拟3个低温处理(24h最低/最高温度分别设定为7℃/12℃、5℃/10℃和3℃/8℃),分析了播种后不同天数低温胁迫对番茄种子萌发的影响。结果表明:与对照(18℃/25℃)相比,低温胁迫处理的温度越低影响越大,当日最低温度达到5.0℃、日均温低于10.0℃(相当于低温胁迫处理7℃/12℃)时,对番茄种子萌发的影响较为严重;播种后越早经受低温影响越大,播种后3d内经受低温胁迫,番茄种子发芽势、发芽指数和萌发率均有较大的下降,播种6d后低温胁迫对其萌发指标的影响较小;低温胁迫影响种子萌发的原因主要是低温导致了α-淀粉酶活性下降,相对离子渗漏率增加,从而减缓了番茄种子贮藏物质的降解,影响了番茄种子萌发初期的物质与能量代谢,并增强了细胞膜的透性,导致外渗物增多。     

抗氰呼吸交替氧化酶研究进展

抗氰呼吸交替氧化酶研究进展梁五生梁厚果（兰州大学生物系,兰州７３００００）ＰＲＯＧＲＥＳＳＯＦＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＯＸＩＤＡＳＥＬｉａｎｇＷｕ－ｓｈｅｎｇＬｉａｎｇＨｏｕ－ｇｕｏ（ＢｉｏｌｏｇｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ,Ｌａｎｚｈ...     

MicroRNA在种子发育、休眠与萌发过程中的作用

植物microRNA(miRNA)是一类小分子非编码RNA,对植物的生长发育发挥着重要调控作用。种子发育、休眠与萌发是植物生命进程中的重要阶段。在这一阶段内,种子受各种环境因子及内源激素调控,并且不同植物种子具有不同发育及休眠特性。随着人们对种子发育、休眠及萌发机理的探究,越来越多miRNA被鉴定,它们能够基于植物激素信号传导、抗氧化作用、关键转录因子调控等途径参与种子形态建成、物质代谢及各种胁迫响应。本文主要综述了近年来植物miRNA的形成及调控机理,以及在种子发育、休眠及萌发过程中发挥的调控作用,旨在为今后的研究方向提供参考。     

Ca^2＋和CaM在莴苣种子萌发中的作用

莴苣种子萌发对温度敏感,22℃时光、暗下萌发率均达70％以上,25℃光、暗下都不能萌发。Ca~(2 )专一性螯合剂EGTA、Ca~(2 )通道抑制剂LaCl_3和CoCl_2、CaM拮抗剂CPZ和TFP均能抑制22℃下种子萌发。22℃光下浸泡种子10小时后加LaCl_3和CoCl_2,其对萌发抑制效应明显降低。增加培养介质中Ca~(2 )浓度可以逆转La~(3 )和Co~(2 )对萌发的抑制。     

多胺和赤霉素在莴苣种子萌发中的作用及其相互关系

非感光性莴苣（挂丝红品种）种子于２２℃下萌发率在８０％左右,而２８℃下不萌发。２２℃下外源亚精胺显著促进种子萌发,多胺生物合成抑制剂ＤＦＭＡ和ＤＣＨＡ明显抑制种子萌发,而ＤＦＭＯ无效。２２℃诱导种子萌发过程中内源腐胺和亚精含量显著高于２８℃下它们的含量。ＧＡ３处理能诱导２８℃下种子的萌发,单独外源亚精胺处理效果不大,而外源亚精胺对ＧＡ３诱导效应有促进作用。ＤＦ－ＭＡ和ＤＣＨＡ能抑制ＧＡ３诱导２８℃     

杂交酸模叶片线粒体交替氧化酶呼吸途径在光破坏防御中的作用

以杂交酸模(Rumex K-1)为试材,研究了不同光强下线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对酸模叶片光破坏的防御作用.结果表明:在200 μmol·m-2·s-1弱光下,用水杨基羟肟酸抑制AOX途径后,Rumex K-1叶片的PSⅡ实际光化学效率、光合线性电子传递速率以及光合放氧速率均显著下降,非还原性QB反应中心显著升高,加重了叶片的光抑制,而活性氧清除机制上调,避免了活性氧的过量积累,部分缓解了Rumex K-1叶片的光抑制;在800 μmol·m-2·s-1强光下,AOX途径受抑,导致Rumex K-1叶片发生严重的光抑制,而此时活性氧清除机制的上调不足以缓解活性氧过量的积累.无论在强光还是弱光下,AOX途径在Rumex K-1叶片的光破坏防御过程中都起着重要作用,而且在强光下,AOX途径对叶片的光破坏防御作用是叶绿体内其他光破坏防御途径所不能代替的.     

高等植物的交替氧化酶研究进展

交替氧化酶(Alternative Oxidase,AOX)广泛存在于高等植物、藻类和原生生物线粒体内膜。从主呼吸链的辅酶Q分岔,是氧化辅酶Q、还原氧分子生成水的另一终端氧化酶。氧化过程没有质子穿膜运动、热量以产热方式散发。产热植物中交替氧化产生的热量使花粉发出芳香味吸引虫传粉。推测植物AOX使植物在环境胁迫下维持呼吸,调节能量平衡,抵抗氧化胁迫,保持三羧酸循环的运行。AOX是首次发现的双铁羧酸蛋白质成员中的膜蛋白质,AOX与膜分离后容易失活,至今尚未有三级结构的报导,只有二级结构的2种假设模式,最新的模式AOX为膜界面蛋白质而不是跨膜蛋白。最近我们的研究表明有2个途径可获得适量有活性的AOX:建立优化的pFLAG-1-AOX大肠杆菌超量表达系统;从产热植物如斑叶阿若母(Arum maculatum)花序组织线粒体分离纯化有活性的AOX。     

激光照射萌发的番茄种子的生物学效应的初步研究

将萌发的番茄(Lycopersicon esculentum)种子用不同时间(0、40、80、120、160、200、240 s)的He-Ne激光照射后,测定了种子的发芽势、发芽率和幼苗的生长量.待幼苗生长25 d后,取番茄叶片测定了细胞内叶绿素、可溶性糖、蛋白质和核酸的含量.结果显示,随着照射时间延长,种子的发芽势、...     

花生种子萌发过程中胚轴多胺氧化酶的活性变化

研究花生（Ａｒａｃｈｉｓｈｙｐｏｇａｅａ）种子萌发过程中胚轴多胺氧化酶（ＰＡＯ）的活性变化及其与种子萌发的关系表明：胚轴中的ＰＡＯ活性是在种子萌发过程中逐渐形成的,而黑暗条件更有利于该酶的活性形成;放线菌素Ｄ（１０ｍｇ／Ｌ）、环己酰亚胺（１０ｍｇ／Ｌ）处理对种子萌发的抑制率分别为２６．３％和８７．３％,对胚轴ＰＡＯ活性的抑制率分别为４１．１％和９４．０％,显示胚轴中的ＰＡＯ很可能参与花生种子的萌发过程,且其ｍＲＮＡ在种子发育过程中已合成并贮存于种子中,萌发时ＰＡＯ活性的出现主要是由于这些ｍＲＮＡ转译合成了ＰＡＯ。     

花生种子萌发过程中胚轴多胺氧化酶的活性变化

研究花生(Arachis hypogaea)种子萌发过程中胚轴多胺氧化酶(PAO)的活性变化及其与种子萌发的关系表明：胚轴中的PAO活性是在种子萌发过程中逐渐形成的,而黑暗条件更有利于该酶的活性形成;放线菌素D(10mg／L)、环己酰亚胺(10mg／L)处理对种子萌发的抑制率分别为26.3％和87.3％,对胚轴PAO活性的抑制率分别为41.1％和94.0％,显示胚轴中的PAO很可能参与花生种子的萌发过程,且其mRNA在种子发育过程中已合成并贮存于种子中,萌发时PAO活性的出现主要是由于这些mRNA转译合成了PAO。