铜胁迫下海州香薷根中铜诱导蛋白的鉴定

以铜耐性植物海州香薷为材料,在水培条件下对其幼苗进行不同浓度的CuSO4处理,通过铜结合蛋白分析和双向电泳(2D-AGE)分析,研究铜胁迫条件下海州香薷根中铜诱导蛋白的结合方式及表达情况.结果表明(1)100μmol/L CuSO4处理海州香薷幼苗6 d,可使其根中蛋白巯基的含量显著升高.(2)将其蛋白提取液通过SephadexG-50后,发现洗脱液中铜诱导物的增加与铜分布显著相关,表明铜诱导蛋白可能为铜结合蛋白.(3)通过2D-PAGE和质谱分析发现,铜胁迫下类抗性蛋白、S-腺苷甲硫氨酸合成酶和脂肪酸羟化酶的表达升高,而抗坏血酸过氧化物酶和半胱氨酸合成酶表达则降低.     

土壤理化性质与海州香薷(Elsholtzia splendens Nakai)铜锌积累的关系

土壤理化性质是决定重金属矿山废弃地植被恢复效率和成败的重要因素之一。选取芜湖市南陵县境内大工山-凤凰山古铜矿区的3处弃土场和两处对照点,调查了其植被覆盖度、物种组成,并分析了土壤性质与海州香薷铜、锌积累的相关性。结果显示,矿区土壤污染程度随废弃时间的增加和植物多样性的提高而降低,但仍未达到安全水平。海州香薷对铜、锌的积累主要发生在地下部分,地上部分的最高铜浓度为179.83mg/kg,远未达到铜超积累植物的标准,只是一种规避植物。海州香薷的铜、锌积累量主要取决于土壤铜、锌浓度水平,同时与土壤全磷、有效磷和pH值等因素显著相关,而与土壤有机质无相关性;并且海州香薷对铜、锌两种主要污染元素的积累可能存在某种协同作用。     

抗氧化系统在海州香薷耐铜机制中的作用

利用溶液培养的方法研究了铜胁迫下海州香薷根系和地上部分MDA含量,各种抗氧化酶及非酶抗氧化系统的变化。结果表明,不同浓度铜处理8d后,海州香薷根系中MDA含量显著增加,叶片中则无显著变化;根系中SOD、POD、CAT、APX、GR活性和叶片中POD、SOD的活性随铜处理浓度的增加而显著增加,而50-200μmol·L^-1。铜处理条件下叶片中CAT、APX、GR活性与对照相比无明显差异。除CAT外,根系中这些抗氧化酶的活性都远远大于叶片中的活力。另外,实验结果表明,50μmol·L^-1 Cu^2＋对海州香薷的生物量并没有显著影响,当铜浓度达到100和200μmol·L^-1。时,铜则可显著降低海州香薷根系的生物量,对地上部生物量仍无显著影响。     

海州香薷（Elsholtzia splendens）根际铜抗性细菌的筛选及生物多样性

摘要：【目的】重金属耐性植物海州香薷根际铜抗性细菌的筛选及生物多样性研究将有助于了解微生物－超富集植物相互关系和植物修复机理、开发微生物－香薷重金属修复新技术。【方法】采用稀释平板涂布法从海州香薷根际筛选铜抗性菌株,测定菌株溶磷和产生吲哚乙酸、铁载体、1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶的特性,采用16S rDNA限制性酶切多态性分析（amplified rDNA restriction analysis, ARDRA）研究铜抗性细菌的遗传多样性,根据16S rDNA相似性对产ACC脱氨酶的菌株进行了     

外源GSH对海州香薷铜毒害的缓解作用

采用溶液培养的方法,研究了外源GSH对海州香薷铜毒害的缓解作用。结果表明,100μmol·L~（-1）Cu处理6天可以抑制海州香薷根系伸长生长,降低叶片中叶绿体色素含量,增加植株中膜脂过氧化物丙二醛（MDA）的含量。100μmol·L~（-1）Cu处理下施加GSH可以缓解Cu对海州香薷的毒害作用,促进根系伸长生长,增加生物量,提高叶绿体色素含量,降低MDA含量,减少植株中Cu含量。     

海州香薷Actin基因片段克隆及表达分析

通过克隆海州香薷Actin基因片段并分析其组织表达,为研究海州香薷重金属抗性相关基因的表达调控奠定基础。根据Gen Bank中其他植物Actin基因保守序列设计兼并引物,以海州香薷根总RNA为模板,利用RT-PCR技术分离得到Actin基因片段。序列分析结果表明,海州香薷Actin基因片段长576 bp,编码192个氨基酸,与其他植物同源基因的氨基酸序列相似性为84%-97%,所克隆的序列为Actin基因的同源片段,将其命名为Eh ACT,在Gen Bank中提交序列,获得登录号AGT37260。半定量RT-PCR分析结果表明,Eh ACT在海州香薷的根、茎和叶中表达相对稳定,初步表明其可作为研究海州香薷基因表达的内参基因。     

铜胁迫条件下AMF对海州香薷光合色素含量、抗氧化能力和膜脂过氧化的影响

以盆栽海州香薷为研究对象,模拟Cu胁迫条件下,接种丛枝菌根真菌(AMF)对海州香薷叶片光合色素含量、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量、膜脂过氧化程度的影响。结果表明:(1)与对照相比,Cu胁迫使海州香薷叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl(a+b))、类胡萝卜素(Car)含量以及叶绿素a/b(Chl a/b)均显著降低,抗氧化酶活性和抗氧化剂含量也显著下降,质膜相对透性(MRP)和丙二醛(MDA)含量显著增大。(2)与Cu胁迫相比,Cu胁迫下接种AMF可使海州香薷叶片叶绿素含量显著增加;超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著提高;还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)含量显著增加;MDA含量、MRP显著下降。总之,接种AMF可提高Cu胁迫下海州香薷叶片光合色素含量和抗氧化能力,降低膜脂过氧化水平,从而缓解Cu胁迫对植株造成的伤害,增强海州香薷对Cu胁迫的适应性,提高了植株的生物量。     

接种土壤微生物对铜胁迫下海州香薷生长及光合生理的影响

采用框栽试验方法,模拟Cu胁迫条件下,探讨接种土壤微生物对海州香薷(Elsholtzia splendens)生长和光合生理的影响。结果表明:(1)在Cu胁迫下,海州香薷株数、株高、基径、生物量、茎重比均显著低于对照;与Cu胁迫相比,接种土壤微生物能显著缓解Cu胁迫对海州香薷生长的抑制作用,使植株的株数、株高、生物量、茎重比显著提高。Cu胁迫下,接种土壤微生物均降低了植株体内不同器官Cu含量,茎和叶Cu的累积量显著减少,但对其它器官的Cu含量影响不显著。(2)秋季,各处理的海州香薷的净光合速率(Pn)日变化均呈"单峰"曲线,接种土壤微生物显著提高了Cu胁迫下海州香薷的日均Pn、日均蒸腾速率(Tr),而日均气孔导度(Gs)、日均胞间CO2浓度(Ci)显著降低。(3)Cu胁迫下,接种土壤微生物显著提高了植株的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU),且使光补偿点(LCP)显著降低。表明接种土壤微生物通过提高光能利用率、利用弱光和碳同化能力来增强光合作用能力及有机物的积累,缓解Cu胁迫对海州香薷的毒害。因此,接种土壤微生物可促进Cu胁迫下海州香薷的生长,在重金属污染土壤的植物修复中具有较好的应用潜力。     

重金属在海州香薷和鸭跖草叶片提取物中的分配

海州香薷 (Ｅｌｓｈｏｌｔｚｉａｈａｉｃｈｏｗｅｎｓｉｓ)和鸭跖草 (Ｃｏｍｍｅｌｉｎａｃｏｍｍｕｎｉｓ)是我国长江中下游地区废铜矿石堆上最常见的两种优势植物 ,都能不同程度地富集铜 ,尤其是鸭跖草 ,铜的含量可达到超积累水平 (超过 5 0 0ｍｇ·ｋｇ-1ＤＷ)。但它们积累     

海州香薷不同抗性种群液泡转化酶基因EhvINV序列趋异及表达差异分析

根据GenBank中海州香薷(Elsholtzia haichowensis)液泡转化酶基因EhNvINV(JX500755)和EhCvINV(JX500756)的序列设计特异性引物,克隆cDNA全长序列,并通过生物信息学分析基因及推导的蛋白序列,利用SWISS-MODEL进行同源建模,并与蔗糖分子进行模拟对接,实时荧光定量PCR分析EhNvINV和EhCvINV在铜胁迫下的转录表达。结果表明,海州香薷非抗性和抗性种群液泡转化酶蛋白EhNvINV和EhCvINV在114和346处存在氨基酸趋异位点,模拟3D结构相似,仅在趋异位点Glu114/Gln114和Leu346/Pro346处有差别。EhNvINV、EhCvINV和模拟突变体(EhNvINV-E114Q和EhNvINV-L346P)与蔗糖分子对接形成的活性中心构象基本一致,但在空间位置上存在细微差异。实时荧光定量PCR结果表明铜胁迫7 d后,EhCvINV的表达受铜的诱导,而EhNvINV受铜的抑制。     

海州香薷(Elsholtzia haichowensis Sun)细胞壁转化酶基因启动子(EhcwINVP)的克隆及活性分析

以海州香薷基因组DNA为模板,通过hiTAIL-PCR和walking技术扩增得到其细胞壁转化酶基因启动子(Ehcw INVP)片段,长度为1727 bp。生物信息学分析结果表明,该启动子片段中含有多个对脱落酸、赤霉素、细胞分裂素等激素以及对干旱、低温、重金属铜等逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。将通过克隆得到的Ehcw INVP序列替换p CAMBIA1301载体上驱动GUS报告基因表达的Ca MV35S启动子序列,构建Ehcw INVP融合GUS的植物表达载体Ehcw INVP::GUS。转基因拟南芥植株的组织化学分析结果表明,海州香薷细胞壁转化酶基因启动子序列具有驱动GUS基因表达的功能,且在10μmol/L铜胁迫下,转基因拟南芥植株叶和根中的GUS活性分别约是对照组的1.7倍和1.5倍。     

巨菌草对Cu、Cd污染土壤的修复潜力

通过田间小区试验,对比研究了土著植物金黄狗尾草、香根草、海州香薷、巨菌草分别与0.21%石灰联合对Cu、Cd复合污染土壤的修复效果。结果表明,石灰处理可以显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cu、Cd含量。4种植物在与石灰联合后均有一定的生产潜力,且表现为巨菌草海州香薷香根草金黄狗尾草;修复潜力方面表现出与生产潜力相同的趋势。     

铜胁迫条件下土壤微生物对海州香薷光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探讨铜（Cu）胁迫条件下土壤微生物对海州香薷（Elsholtzia splendens）光合生理和叶绿素荧光参数的影响,实验设置添加Cu（Cu胁迫）、接种土壤微生物、添加Cu与接种土壤微生物等3个处理,以不添加Cu与不接种土壤微生物为对照（CK）。结果表明：接种土壤微生物处理的植株相对叶绿素含量、净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）均显著高于CK;且对初始荧光（F_o）和最大光化学效率（F_v/F_m）均有显著性影响。与CK相比,添加Cu降低了海州香薷的P_n和气孔导度（G_s）,但胞间CO₂浓度（C_i）的变化与P_n相反,表明其对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。添加Cu的植株相对叶绿素含量显著下降,但Cu胁迫下接种土壤微生物提高了植株相对叶绿素含量,差异显著。在Cu胁迫条件下,接种土壤微生物的植株具有较高的F_v/F_m及较低的F_o,显著提高了海州香薷的WUE、P_n、G_s。说明接种土壤微生物可通过提高相对叶绿素含量、改善叶绿素荧光和光合作用来减轻Cu胁迫对海州香薷植株造成的伤害,从而提高海州香薷耐受Cu胁迫的能力。     

海州香薷总黄酮对大鼠离体心脏缺血/再灌注损伤的保护作用

目的：探讨海州香薷总黄酮（TrES）预处理对大鼠离体心脏缺血/再灌注损伤的保护作用及其可能机制。方法：应用Lgendorff心脏灌流系统建立离体大鼠心脏缺血/再灌注模型,采用全心停灌的处理方法,平衡后,停止灌流30min,再灌注120min作为缺sk/再灌注过程。设立正常对照组,模型对照组,药物预处理组（1,10,100tμg/mlTrES）,利用RM6240BD型多道生理信号采集处理系统实时监测左心室血流动力学各项指标,用TIE染色法测定心肌梗死面积,测定再灌注期间冠脉流出液中乳酸脱氢酶（LDH）含量,以及在520mm处测定由200pmol/LCaC12引起心肌线粒体渗透性转换孔的开放情况。结果：海州香薷总黄酮预处理可以明显改善缺血/再灌注后所引起的左心室收缩功能下降、心肌梗死面积增加的现象、降低复灌期间冠脉流出液中LDH的含量以及能够明显降低由CaC12引起的线粒体在520am处吸光度值,且上述作用具有剂量依赖性。结论：海州香薷总黄酮能够对抗大鼠心肌缺血再灌注损伤,且具有剂量依赖性,其心脏保护机制与抑制线粒体渗透性转换孔（MPTP）的开放有关。     

铜胁迫下两种海州香薷的膜脂过氧化水平及抗氧化能力比较

研究了不同浓度铜处理下2种来源海洲香薷(矿区:湖北赤马山铜矿;正常土壤:湖北红安)膜脂过氧化水平和抗氧化能力的情况。结果表明,在相同浓度的铜处理下,非矿区种的丙二醛(MDA)含量明显高于矿区种,显示非矿区种体内膜脂过氧化水平较高,受到较严重的过氧化伤害;非矿区种体内抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及总抗氧化能力(T-AOC)均低于矿区种。矿区海洲香薷更能耐受铜胁迫,已经形成了抗性生态型,且小分子抗氧化物质在抗性水平提高上起重要作用。     

铜胁迫对不同抗性种群海州香薷酸性转化酶基因启动子甲基化的影响

采用亚硫酸氢盐测序技术,检测了Cu胁迫对海州香薷（Elsholtzia haichowensis Sun） Cu抗性和非抗性种群酸性转化酶基因启动子甲基化的影响。结果表明,海州香薷液泡转化酶基因（vINV）和细胞壁转化酶基因（cwINV）的启动子在CG位点分别表现出超甲基化和低甲基化的现象。酸性转化酶基因启动子CHG和CHH位点的甲基化状态受Cu胁迫影响较大。Cu胁迫下,vINV和cwINV启动子分别有1个CHG和6个CHH位点的甲基化状态在Cu抗性种群和非抗性种群之间表现出较大差异。抗Cu种群中这些甲基化差异位点对Cu胁迫不敏感,但在非抗性种群中这些位点的甲基化水平在Cu胁迫后出现大幅上升或下降。有些甲基化差异位点位于或者临近预测的启动子顺式作用元件区域,可能参与Cu胁迫下酸性转化酶基因的表达调控。     

海州香薷(Elsholtzia haichouensis Sun)不同生态型Cu吸收和酸性磷酸酶活性差异

以海州香薷铜矿区种群(大冶铜绿山)和非矿区种群(红安)为对象,通过水培实验,比较分析了两个种群根中铜的吸收、MDA含量、根伤流液量和酸性磷酸酶活性变化的差异。结果显示,红安非矿区种群根中的MDA含量随处理浓度的增加而显著升高,铜绿山矿区种群则没有明显的变化;在≥20μmol/LCu处理时,非矿区种群根伤流液量急剧下降而矿区种群反而增大。红安种群根中的Cu吸收量明显比铜绿山种群的高,如20μmol/LCu处理时,红安种群根中的铜含量在处理后的第1天和第5天分别是铜绿山种群的3倍和4倍;80μmol/LCu处理时,第1天和第5天的Cu含量则分别是铜绿山种群的20倍和5倍。然而,铜绿山种群根分泌的和组织内的酸性磷酸酶活性则明显高于红安种群,如在80μmol/LCu处理的第3天和第5天,铜绿山种群根组织内的酸性磷酸酶活性都约为红安种群的3倍,根系分泌的酶活性则分别为红安种群的1.6倍和1.8倍。两个种群也表现出不同的变化趋势:铜绿山种群在低浓度处理时,根分泌的和组织内的酸性磷酸酶活性有所增强,高浓度处理时下降,而红安随处理浓度的增加则显著下降。总之,铜胁迫下,海州香薷红安种群根系过氧化损伤明显,而铜绿山种群根系没有产生明显的过氧化损伤;铜绿山种群根系增强酸性磷酸酶的分泌以及保持组织内的高活性,可能分别在减少其铜的吸收及胁迫条件下维持体内正常的磷生理代谢方面具有重要作用。     

铜和营养缺失对海州香薷两个种群生长、耐性及矿质营养吸收的差异影响

以来自铜矿区(CS)和非矿区(UCS)两个海州香薷种群为对象,通过室内水培实验,分析了两种群幼苗在铜及营养缺失胁迫下植物生长、铜富集及矿质营养含量的差异.结果显示,铜、低营养胁迫及其相互作用对非矿区种群生长具有明显的抑制作用,而对矿区种群的影响则远比非矿区种群小,且较低铜浓度(25μmol/L Cu)明显促进了矿区种群的生长;从耐性指数结果看,矿区种群铜耐性指数和营养胁迫耐性指数均高于非矿区种群.这表明矿区种群不仅进化为铜耐受种群,同时也进化成营养胁迫耐受种群.低营养胁迫明显促进了植物对铜的吸收和运转,如在低营养胁迫和25 μmol/L Cu复合处理下,矿区种群根铜含量约为单一铜处理的25倍,非矿区种群是单一铜处理5倍多.低营养胁迫和过量铜显著减少了非矿区种群矿质营养元素如P,Mg,K和Mn的吸收积累,而矿区种群则仍然能保持相对稳定;在铜和营养缺失复合作用下,两个种群矿质营养除Ca和部分Fe外,均显著减少,但矿区种群减少程度明显比非矿区种群小.这些结果表明,矿区种群在胁迫条件下具有保持营养相对稳定和平衡的能力,这种能力使其能在高铜污染和营养缺乏的土壤中正常生长和定居.     

中药香薷不同部位总黄酮及3种主要黄酮成分含量分析

中药材中活性成分的含量是中药品质优劣的关键指标。本文建立了香薷中总黄酮和3种主要黄酮的分析方法,探索不同部位黄酮含量的差异,为香薷黄酮类成分的开发利用奠定基础。结果表明优化后的分光光度法对香薷总黄酮测定具有专一性、稳定性。高效液相色谱测定木犀草素、芹菜素和黄芩素-7-甲醚的方法在测定范围内表现出良好的线性关系（r＞0.999）;方法的回收率在98.77%~102.13%之间,RSD均小于5%;不同部位总黄酮的含量由高到低依次为：苞＞尖＞茎＞根,且江西产香薷总黄酮的含量高于浙江产的香薷。这提示在工业生产上提取香薷黄酮类物质时尽量选择道地药材,同时可考虑弃去根部及茎的下端,以便提高浸提效率,增加经济效益。本试验建立的香薷中总黄酮和游离黄酮的测定方法准确、稳定,明确了香薷中总黄酮主要富集在花苞及附近,为进一步提高香薷资源的开发利用提供了理论依据和科学指导。     

海州香薷(Elsholtzia haichouensis Sun)不同生态型Cu吸收和酸性磷酸酶活性差异

以海州香薷铜矿区种群（大冶铜绿山）和非矿区种群（红安）为对象,通过水培实验,比较分析了两个种群根中铜的吸收、MDA含量、根伤流液量和酸性磷酸酶活性变化的差异。结果显示, 红安非矿区种群根中的MDA含量随处理浓度的增加而显著升高,铜绿山矿区种群则没有明显的变化;在≥20 μmol/L Cu处理时,非矿区种群根伤流液量急剧下降而矿区种群反而增大。红安种群根中的Cu吸收量明显比铜绿山种群的高,如20 μmol/L Cu处理时,红安种群根中的铜含量在处理后的第1天和第5天分别是铜绿山种群的3倍和4倍;80 μmol/L Cu处理时,第1天和第5天的Cu含量则分别是铜绿山种群的20倍和5倍。然而,铜绿山种群根分泌的和组织内的酸性磷酸酶活性则明显高于红安种群,如在80 μmol/L Cu处理的第3天和第5天,铜绿山种群根组织内的酸性磷酸酶活性都约为红安种群的3倍,根系分泌的酶活性则分别为红安种群的1.6倍和1.8倍。两个种群也表现出不同的变化趋势：铜绿山种群在低浓度处理时,根分泌的和组织内的酸性磷酸酶活性有所增强,高浓度处理时下降,而红安随处理浓度的增加则显著下降。总之,铜胁迫下,海州香薷红安种群根系过氧化损伤明显,而铜绿山种群根系没有产生明显的过氧化损伤;铜绿山种群根系增强酸性磷酸酶的分泌以及保持组织内的高活性,可能分别在减少其铜的吸收及胁迫条件下维持体内正常的磷生理代谢方面具有重要作用。