黄瓜叶片对草酸铁的还原作用

铁还原作用在植物叶片对铁素吸收及利用过程中起关键作用.本研究表明相对于其它几种常用的铁螯合物如二乙基四乙酸铁(FeⅢEDTA)或柠檬酸铁,草酸铁更有利于黄瓜活体叶片及铁还原酶的作用,即表现出更高的铁还原活力.缺铁降低了黄瓜叶片中的铁还原活性.缺铁时叶片中的草酸含量不受影响,而富含在石灰性缺铁土壤中的碳酸氢根离子能使叶片中草酸含量显著提高.     

草酸对黄瓜根中铁还原的促进作用

用黄瓜为材料 ,研究了草酸对植物根切段还原Fe(Ⅲ )EDTA的促进作用。在 2～ 14mmol/L范围内随着草酸浓度的加大 ,其促进作用不断提高 ;在 4h内随着反应时间的推移 ,Fe(Ⅲ )EDTA的还原量成线性上升趋势。进一步用完整根、粗酶提取液和提纯的质膜证明 :促进作用并非草酸本身作为电子供体直接或间接地加速了铁还原反应 ,而是形成的草酸铁螯合态是根中铁还原酶更有效的底物。整体根还原草酸铁的活力和质膜铁还原酶催化草酸铁的效率 (Vmax/Km)都远大于还原柠檬酸铁和Fe (Ⅲ )EDTA的活力和效率     

草酸对黄瓜根中铁还原的促进作用

用黄瓜为材料,研究了草酸对植物根切段还原Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ的促进作用。在２－１４ｍｍｏｌ／Ｌ范围内随着草酸浓度的加大,其促进作用不断提高;在４ｈ内随着反应时间的推移,Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ的还原量成线性上升趋势。进一步用完整根、粗酶提取液和提纯的质膜证明：促进作用并非草酸本身作为电子供体直接或间接地加速了铁还原反应,而是形成的草酸铁螯合态是根中铁还原酶更有效的底物。整体根还原草酸铁的活力和质膜铁还原酶     

石灰性土壤上HCO3-诱导花生缺铁失绿机制

采用土壤-营养液结合的分根培养方法,研究了部分根系供应HCO- 3或铁对花生铁营养的调控及其作用机制。结果表明,对花生部分根系供应HCO- 3或铁可以调控花生的铁营养,仅供HCO- 3可以诱导缺铁,而只供铁能矫正失绿,同时供应HCO- 3和铁时则不引起失绿。在花生新生叶失绿和复绿的过程中,其中的活性铁含量和全铁含量也有相应的消长。当花生表现缺铁失绿症状时,地上各部分的全铁含量显著降低,而土中根的全铁含量不降低、质外体铁含量升高。在HCO- 3存在的条件下,不同部分根系的铁( )还原酶活性因其生长介质而不同,营养液中根系的铁( )还原酶活性降低而土中根的铁( )还原酶活性不受影响。当花生表现缺铁失绿症状时,土壤中HCO- 3含量升高,有效铁含量不高,p H值无变化。因此,本试验证实了石灰性土壤上的高HCO- 3含量,主要是降低了花生地上部的铁含量而引起失绿,而且花生缺铁失绿又导致土壤HCO- 3含量升高     

玉米、小麦与花生间作改善花生铁营养机制的探讨

采用土培盆栽方法模拟研究了玉米／花生、小麦／花生间作对花生铁营养状况的影响及其作用机制。结果表明,禾本科作物与花生间作对花生的铁营养状况有显著影响：当花生与玉米或小麦分别间作时,花生新叶叶色正常,而花生单作则表现出严重的缺铁黄化现象,间作花生新叶活性铁、叶绿素含量明显高于单作,两种间作花生各部位铁含量和吸收量明显高于单作,间作明显地促进了铁向花生地上部的转移;在单作花生表现缺铁症状１４ｄ的时间范围内,其根系质外体铁含量仅是间作花生的５２％～８０％;而根系还原力则是单作花生在表现缺铁症状后迅速提高,至缺铁第６ｄ时还原力达到最大值,随后花生根系还原力迅速下降,而间作花生在０～１４ｄ内还原力增加速度缓慢,在１０～１４ｄ中其根系还原力明显地高于单作花生根系还原力。其主要原因可能是禾本科作物玉米、小麦根系分泌物（如：麦根酸类植物铁载体）螯合土壤中难溶性铁并被花生吸收利用。     

石灰性土壤上桑树黄化病因及其矫治

江苏沿海石灰性土壤地区桑树黄化病，主要是缺铁引起。叶片活性铁含量下降，导致叶片叶绿素含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性明显下降。喷施柠檬酸铁一硫酸亚铁是矫正桑树黄化病最好的铁盐。     

大豆根系质外体铁库的累积及其在缺铁时被利用的规律

采用营养液培养法研究了在不同程度的缺铁条件下,大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅｍａｘ（Ｌ．）Ｍｅｒｒ．）根系质外体铁库累积与利用的规律,及其在缓解植物缺铁胁迫方面的作用。结果表明,缺铁处理下,大豆根系质外体铁库不断被再利用直至枯竭,根系还原力与过氧经物酶活性呈升降有序的周期性变化,从而一定程度上缓解缺铁胁迫,延缓植株缺铁症状的出现,新叶叶绿素和活性铁含量缓慢下降,而低铁条件下（供应１０＾－６ｍｏｌ／ＬＦｅＥＣ     

小金海棠中三价铁螯合物还原酶基因的表达分析

以从铁高效基因型小金海棠中克隆得到的三价铁螯合物还原酶基因片段为探针,对小金海棠进行Southern杂交。结果显示,三价铁螯合物还原酶基因在小金海棠基因组中为单拷贝。Northern杂交结果表明:在根中,三价铁螯合物还原酶基因的转录受缺铁胁迫诱导,并随缺铁胁迫时间的延长而增强;在叶中,此种基因的转录水平很高,但不受低铁胁迫诱导。根中的三价铁螯合物还原酶活性随缺铁胁迫的时间进程而不断增强,动态变化与其转录水平的变化趋势一致。     

铁胁迫对三种柑橘砧木的生长、生理特性及铁分布的影响

以枳壳、酸橙和红橘三种柑橘砧木实生苗为材料,采用溶液培养法研究了铁胁迫对其生长、生理特性及铁分布的影响.结果表明:缺铁胁迫(0 μmol·L-1)时,三种柑橘砧木的生长指标及叶片叶绿素含量均显著低于低铁(5 μmol·L-1)和适量铁(50 μmol·L-1)处理;三者叶片和根系的POD、CAT活性显著降低,SOD活性...     

锌和铁缺乏对枳生理指标、矿物质含量及叶片超微结构的影响

采用营养液培养法,研究了缺锌(0μmol·L-1 Zn2+)、缺铁(0μmol.L-1 Fe-EDTA)条件下柑橘砧木枳的生理胁迫反应.结果表明:1)锌、铁缺乏使枳生物量与根系活力均显著下降,叶片与根系中的SOD活性明显上升;叶片与根系中的POD活性在缺锌下显著增高,但在缺铁胁迫下显著降低;缺锌处理的根系CAT活性显著上升,但缺铁处理下的CAT活性与对照无显著差异.2)缺铁处理的根部K、Mg、P含量及缺锌处理的地上部K含量均显著降低;缺铁处理的根部和地上部Zn、Cu含量以及缺锌处理的根部Fe、Mn及地上部Mn含量均显著增高.3)叶肉细胞超微结构变化显著,缺铁胁迫下细胞器受损程度较重,如叶绿体、线粒体空泡化严重,叶绿体膜及类囊体片层模糊,质体小球明显增多,无淀粉粒;而缺锌处理时叶绿体基粒片层排列松散、数目明显减少,质体小球明显增多.     

草酸诱导黄瓜幼苗对霜霉病的抗性与H2O2的关系

以长春密刺黄瓜幼苗为材料,对经草酸处理或霜霉菌接种后黄瓜叶片的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及H2O2含量的变化进行了研究.结果表明:草酸处理或霜霉菌接种均可诱导黄瓜幼苗叶片H2O2含量显著增加,且草酸预处理后接种的叶片比相应对照叶片能更快地积累H2O2;草酸处理后叶片SOD和POD活性均升高,而CAT活性却受到一定程度的抑制.研究发现,H2O2参与了幼苗对霜霉病的抗性诱导;叶片H2O2含量的增加与其SOD、POD活性升高、CAT活性下降有关;通过调节黄瓜叶片H2O2的含量来调控有关黄瓜霜霉病抗性的防御基因表达是草酸诱导抗性的机制之一.     

定位于叶绿体的玉米ZmFDR3参与铁转运

铁是植物代谢中一种必需的营养元素,植物缺铁会表现出失绿等症状.ZmFDR3（Zea maize Fe-deficiency-related）是从缺铁诱导的玉米根cDNA文库中筛选到的铁转运相关基因.玉米根中,缺铁胁迫下ZmFDR3加强表达.异源互补实验表明,ZmFDR3与铁转运有关.序列分析表明,ZmFDR3蛋白与细菌Ⅲ型分泌系统的FliN有同源结构域,并预测定位在叶绿体类囊体中.通过转基因烟草的荧光免疫细胞定位,ZmFDR3主要存在于根、茎、叶的质体,尤其是保卫细胞的叶绿体中;转基因烟草的光合指标高于野生型;转基因烟草类囊体的基质片层垛叠较野生型的紧密;测定叶片、种子铁锌含量发现转基因烟草的铁含量高于野生型.因此,推测ZmFDR3定位在叶绿体中,参与叶绿体的铁转运。     

NO和钙信使系统在草酸诱导黄瓜叶片抗霜霉病中的作用

通过草酸及其与不同抑制剂亚甲基蓝、EGTA、氯丙嗪和Li+组合处理黄瓜叶片,研究了草酸与抑制剂不同处理组合方式对黄瓜叶片POD活性和叶片病情指数的影响,探讨NO、钙信使系统在草酸诱导叶片抗霜霉病中的作用.结果显示,10～70mmol/L草酸均能不同程度诱导黄瓜叶片POD活性的升高,提高叶片对黄瓜霜霉病的抗病性,降低叶片病情指数,并以30mmol/L效果最好.4种抑制剂分别与30mmol/L草酸同时或先于草酸处理,或草酸处理后一定时间再用抑制剂处理,均明显抑制黄瓜叶片POD活性的升高及病情指数的降低.研究表明,NO、Ca2+、钙调素(CaM)和磷酸肌醇均可能参与了草酸诱导黄瓜霜霉病抗性的信号转导过程.     

潜在性缺铁条件下大豆根系质外体铁库的积累与利用

用营养液培养方法研究了在不同供铁条件下,大豆根系质外体铁库的积累与活化利用。结果表明：1、供应难溶性Fe（OH）3,大豆根系质外体铁库呈现出积累与亏缺的节律性变化。与之相应出现根系还原力的降低与升高的节律性变化,但地上部总铁含量和新叶叶绿素含量均无变化。说明了根系质外体铁库的利用,维持了大豆正常生长需铁。2、对缺铁植株脉冲供铁后,大豆根系质外体铁库首先出现明显积累,随后一直处于下降状态,与此同时根系还原力表现出相应的变化,前期下降,后期有波动。地上部总铁含量与新叶叶绿素含量的变化与前两者密切联系,出现升高、降低不同趋势的变化。     

缺铁使大豆叶片激发能的耗散增加

缺铁叶片的光合速率大幅度下降。这种降低可能不是色素含量降低的结果 ;而且缺铁对PSII复合物的活性影响很小 ;较高的PQ还原程度显示缺铁叶片PSII受体侧电子传递受阻 ,这可能是导致光合速率下降的主要因素。强光下缺铁叶片的天线转化效率比正常叶片低 ,用于光化学反应的激发能很少。缺铁导致大豆叶片激发能耗散增加。通过抑制剂处理和叶黄素组分的分析 ,可以认为在耗散过剩激发能的过程中 ,缺铁叶片充分启动了叶黄素循环     

苹果铁结合蛋白基因（＊＊Apf1）的克隆和序列分析

铁结合蛋白是一种广泛存在于动物、植物和微生物中的铁储藏蛋白,是动、植物生长发育使用的储存铁的唯一共同来源.该蛋白在植物体中的主要功能是在种子形成、叶片衰老或环境中铁过量时积累,在种子萌发或质体绿化过程中释放铁,从而调节植物对铁的吸收和释放[1,2].同时,该蛋白也是解决全球动物和人类饮食缺铁有效的方法[3].转基因研究证明大豆铁结合蛋白基因能提高水稻种子中铁结合蛋白的的含量[4].同时在转基因烟草植株后代中由于叶片中积累了铁结合蛋白而对病毒引起的坏死和真菌的感染表现出耐性,对因各种环境胁迫而导致的细胞氧化性损伤有保护作用[5].铁结合蛋白基因是植物体内唯一依赖于铁而进行表达的基因[6].     

叶绿酸铁对亚适温条件下黄瓜幼苗渗透调节物质及抗氧化酶活性的影响

以黄瓜品种“津研四号”为试材,利用光照培养箱进行亚适温处理(昼/夜18/12 ℃),研究亚适温条件下喷施5 mg·L^-1叶绿酸铁溶液对黄瓜幼苗生长、脯氨酸、可溶性糖、丙二醛含量及抗氧化酶活性的影响.结果表明: 亚适温条件下叶面喷施叶绿酸铁可以缓解亚适温对黄瓜生长的抑制,增加叶片中脯氨酸和可溶性糖含量,减少丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶及抗坏血酸过氧化物酶活性.喷施叶绿酸铁在一定程度上可通过促进渗透调节物质的积累和提高抗氧化酶活性,来降低膜脂质过氧化水平,从而增强黄瓜幼苗对亚适温的适应性.     

锰胁迫对甘蔗幼苗缺铁和失绿的影响

近年来,甘蔗主产区的甘蔗幼苗出现严重的缺铁失绿问题,影响了我国甘蔗生产及食糖安全。为了揭示锰诱导甘蔗幼苗缺铁失绿机制,该研究采用水培试验法,对过多锰诱导的甘蔗幼叶失绿及其与铁素营养的关系进行了探讨。结果表明:过多锰胁迫下随着甘蔗中锰含量的增加,幼叶明显失绿。250、500、750μmol·L-1处理10 d后,幼叶中的叶绿素含量分别从对照处理的1.71 mg·g-1FW下降至0.86、0.85、0.64 mg·g-1FW。过多锰抑制甘蔗对铁的吸收,每株植株对铁吸收量(3.22~4.40 mg)显著减少。幼叶中铁含量(116.8~128.6 mg·kg-1DW)也随着锰处理浓度的增加而显著降低。250~750μmol·L-1处理的甘蔗幼叶中铁的含量仅相当于对照处理的89.4%~81.2%。相反,锰处理后根和茎中铁的含量却显著增加。锰胁迫下幼叶中活性铁含量和活性铁与全铁比值(0.14~0.21)也显著降低。高锰胁迫下,幼叶中的活性铁含量(4.1~6.9 mg·kg-1FW)相当于对照处理的25.5%~55.2%。相关分析结果显示,锰胁迫下的甘蔗叶片中活性铁含量与叶绿素含量呈显著的正相关;锰处理后幼叶中活性铁与锰含量的比值从对照的0.71下降至0.04~0.01。这说明过多的锰可诱导甘蔗幼叶失绿,而失绿与过多的锰胁迫下甘蔗对铁的吸收、运输受阻及铁的钝化有关。     

黄瓜、番茄和大豆对缺铁胁迫适应性反应的差异

黄瓜、番茄和大豆同是双子叶植物,缺铁诱导的适应性机制都属于机理Ｉ,但是它们在适应缺铁胁迫的具体反应上却各有不同。黄瓜、蕃茄缺铁时主要表现为近根尖处膨大、变粗,根毛增多,发育成具有转移细胞特征,并主动向外分泌大量Ｈ＋,使根系对Ｆｅ（Ⅲ）还原能力显著增强,从而提高了根际中铁的有效性。大豆则主要是依靠根尖膨大、变粗,表皮、皮层中积累大量酚类物质来还原难溶性Ｆｅ３＋化合物。植物基因型之间对缺铁胁迫的这种反应上的差异,给铁高效基因型筛选和遗传育种工作提供了广阔的前景。     

三价铁螯合物还原酶在香橙和枳中的表达

用耐缺铁的香橙 (CitrusjunosSieb .exTanaka)和极不耐缺铁的枳 (Poncirustrifoliata (L .)Raf.) ,在铁胁迫条件下对根的三价铁螯合物还原酶活性变化和酶基因的表达情况进行了研究。离体根的酶活性测定表明 ,在铁胁迫 4周时 ,香橙根的酶活性增强约 2 0倍 ,枳仅增强约 3倍。用拟南芥的三价铁螯合物还原酶基因作探针进行组织印迹的Northern杂交检测香橙和枳三价铁螯合物还原酶的mRNA ,在铁胁迫 2周时 ,香橙吸收根、幼茎和新叶中均检测到强烈的表达信号 ,而枳相同器官的表达信号则极其微弱。实验结果表明 ,三价铁螯合物还原酶活性在缺铁胁迫下被诱导强烈增加是香橙耐缺铁的重要原因 ,该酶活性的调控发生在转录水平上 ,而且该酶基因在诱导条件下在根、茎和叶中均有表达。