H_2O_2和水杨酸对陈化马铃薯切片交替呼吸途径影响的比较(英文)

外源 5 .0mmol/LH2 O2 和 0 .1mmol/L水杨酸 (salicylicacid ,SA)处理均可明显提高陈化 2 4h的马铃薯切片的交替呼吸途径容量 (Valt)及其与总呼吸的比值 (Valt/Vt)。应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明 ,H2 O2 和SA处理均可明显提高陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达水平。用氧同位素分辨法研究 ,结果表明 :H2 O2 处理对陈化马铃薯切片中交替呼吸途径的实际运行没有影响 ,而SA处理对交替呼吸途径的实际运行具有明显的促进作用。上述结果表明 ,H2 O2 和SA对植物组织交替呼吸途径的影响存在差异 ,二者均可促进交替氧化酶的表达从而诱导交替呼吸途径容量的发生 ,但H2 O2 不影响其实际运行 ,而SA还可同时诱导其实际运行。     

H2O2和水杨酸对陈化马铃薯切片交替呼吸途径影响的比较

外源5.0 mmol/L H2O2和0.1 mmol/L 水杨酸(salicylic acid, SA)处理均可明显提高陈化24 h的马铃薯切片的交替呼吸途径容量(Valt)及其与总呼吸的比值(Valt/Vt).应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明,H2O2和SA处理均可明显提高陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达水平.用氧同位素分辨法研究,结果表明:H2O2处理对陈化马铃薯切片中交替呼吸途径的实际运行没有影响,而SA处理对交替呼吸途径的实际运行具有明显的促进作用.上述结果表明,H2O2和SA对植物组织交替呼吸途径的影响存在差异,二者均可促进交替氧化酶的表达从而诱导交替呼吸途径容量的发生,但H2O2不影响其实际运行,而SA还可同时诱导其实际运行.     

水杨酸对陈化马铃薯切片交替途径活性的诱导作用

在马铃薯切片陈化过程中,总呼吸速率（Ｖｔ）和交替途径容量（Ｖａｌｔ）分别升高了５倍和２８倍,但交替途径在无ＫＣＮ存在下几乎不运行。用２０μｍｏｌ／Ｌ的水杨酸处理陈化切片可引起总呼吸速率和交替途径容量的少量增加,但交替途径的运行却明显加强。水杨酸的这种促进作用在Ｐｅｒｃｏｌｌ纯化的线粒体中也有出现。马铃薯切片中交替途径运行的增加导致了线粒体呼吸控制比及ＡＤＰ／Ｏ的下降。这些都表明水杨酸对马铃薯切片陈化过程中抗氰交替途径的活性具有诱导作用。     

盐胁迫下烟草愈伤组织内源活性氧及乙烯的产生与交替途径发生、运行的关系

本文初次报告了烟草愈伤组织在不同盐浓度胁迫下交替途径与细胞色素途径的动态变化,同时检测了内源乙烯产生速率和活性氧(O2、H2O2和·OH)的含量及其相关酶(SOD和CAT)活性的变化。结果表明,交替途径实际运行量(ρValt)先逐渐上升,于0.75％盐浓度左右时达到极大值,但交替途径容量(Valt)与ρValt并不同步,且细胞色素途径活性(ρ’Vcyt)与ρValt变化趋势相反。与此同时,愈伤组织体内H2O2和O2迅速积累,分别在0.5％和0.75％左右达到极大值,·OH则一直呈上升趋势。而内源乙烯产生速率先急剧上升,在0.5％盐浓度左右时达到极大值后下降。将上述变化与各呼吸参数变化相比较发现,H2O2含量和乙烯产生速率与Valt变化曲线同步,而O2与ρValt变化曲线一致,但·OH含量与Valt变化曲线呈负相关。据此我们推测抗氰交替途径的发生、运行可能与活性氧的积累以及乙烯的产生密切相关,并讨论了交替途径运行的一些可能的生理作用。     

外源~1O_2 和·OH及其清除剂对烟草愈伤组织交替途径发生与运行的影响(英文)

外源1 O2 和·OH处理继代培养 1 4d的烟草愈伤组织 2 4h后 ,愈伤组织内的交替途径的实际运行显著上升 ,但对交替途径容量影响不大 ;而经·OH处理后的愈伤组织交替途径容量和实际运行均明显地受到抑制 ,但交替途径的实际运行对·OH更加敏感。活性氧产生系统中加入相关清除剂进行实验 ,得到与此相对应的结果 :1 O2 的清除剂His处理能明显地降低或抑制1 O2 所增加的交替途径实际运行量 ,但对交替途径容量则几乎均无影响 ,而用·OH的清除剂DMSO和MAN分别处理愈伤组织后 ,DMSO和MAN均能解除·OH对交替途径容量和实际运行的抑制。这些结果表明 ,1 O2 诱导烟草愈伤组织交替途径的实际运行 ,但对其容量的作用不大 ,而·OH则明显地抑制交替途径容量和实际运行。推测1 O2 和·OH对抗氰途径的影响可能是通过对AOX活性的调节     

短日照对休眠诱导期油桃花芽两条电子传递途径的调控

以油桃品种“曙光”为试材,采用呼吸抑制剂法研究了短日照处理下花芽在休眠诱导期两条电子传递途径的发生和运行情况.结果表明:花芽总呼吸速率(Vt)和细胞色素电子传递途径呼吸速率(ρ'Vcyt)均呈双峰曲线变化,短日照可同步诱导两者的一次峰前移、二次峰后延,抑制ρ’Vcyt,但对Vt无显著影响.交替途径容量(Valt)和实际运行活性(ρValt)亦呈双峰曲线,两者基本同步变化,短日照可以显著诱导Valt和ρValt的前期高峰期提前,提高Valt和ρValt,对后期高峰期无明显作用.细胞色素电子传递途径呼吸速率下降和交替途径呼吸速率上升是油桃花芽休眠诱导期的重要特点.从两条电子传递途径的呼吸速率对总呼吸速率的贡献率来看,细胞色素电子传递途径仍是主要电子传递途径,交替途径起辅助与分流作用.     

马铃薯块茎切片伤诱导抗氰呼吸的研究

马铃薯块茎新鲜切片呼吸中不存在抗氰的交替途径。相反,陈化24小时切片的伤诱导呼吸不仅相当抗氰,而且在氰化物(CN~-)存在和不存在时都被间-氯苯氧肟酸(m-CLAM)抑制,证明有交替途径运行。据测定,在陈化切片伤诱导呼吸中,交替途径和细胞色素途径分别约占总呼吸的28%和54%。当受 CN~-抑制时,交替途径的最大运行量(V_(alt))大于实际运行量(ρ·V_(alt)),表明电子流可能从细胞色素主路转向交替途径。当用碘乙酸和丙二酸抑制以降低陈化切片呼吸流时,KCN 和 m-CLAM 各自抑制呼吸的百分比并无改变,说明关于电子流量是控制交替途径“开关”的看法还不能完全得到证实。     

CuCl2胁迫对烟草BY-2悬浮细胞死亡的诱导

本文以不含叶绿体的烟草BY-2悬浮细胞系为实验材料,研究了CuCl2胁迫对BY-2细胞呼吸速率、呼吸途径以及细胞内H2O2和ATP含量的影响。结果表明：0.5mmol·L-1CuCl2胁迫明显导致了烟草BY-2细胞的死亡,引起了胞内H2O2爆发和ATP含量下降,严重抑制了BY-2细胞的总呼吸和交替氧化酶途径（alternative oxidase pathway,AOX）。此外,CuCl2对BY-2细胞的线粒体电子传递具有即时的抑制作用。加入外源腺苷（ATP合成的底物）显著抑制了CuCl2胁迫引起的ATP损耗,并阻止了细胞死亡。上述结果表明CuCl2胁迫导致的ATP损耗在CuCl2诱导烟草BY-2细胞死亡过程中起重要的作用。     

陈化马铃薯切片内源乙烯和抗氰呼吸途径发生,运行的关系

马铃薯(Solanum tuberosum L.)切片在24h陈化期间,总呼吸速率(V_t)明显升高,交替途径容量(V_(alt))增加更为显著。交替途径实际活性(ρV_(alt))及其对V_t的贡献(ρV_(alt)/V_t)在陈化初期上升,12h后基本保持稳定;相应交替途径运行系数ρ值随陈化进程不断下降。陈化切片内源乙烯产生的时间曲线与V_(alt)的变化趋势一致,而与ρV_(alt)的趋势不同。用乙烯相关效应剂进行实验,发现促进乙烯产生的ACC及Cu~(2 )可促进V_(alt)的发生,而抑制乙烯产生或其生理作用的Co~(2 )及Ag~ 则可部分抑制V_(alt)的发生。所有上述效应剂虽然对ρV_(alt)及ρV_(alt)/V_t值在12h前有所影响,但都不能改变切片陈化期间交替途径ρ值不断下降的趋势。这些结果表明,内源乙烯对马铃薯切片陈化过程中交替途径的实际运行稍有影响,但对抗氰容量的诱导发生具有重要的调控作用。     

水杨酸提高香蕉幼苗的抗冷性与H2O2代谢有关

探讨了水杨酸(salicylic acid, SA)提高香蕉幼苗抗冷性的可能机理.在常温下(30/22 ℃)用不同浓度(0～3.5 mmol/L)的SA水溶液喷洒叶片1 d,置于7 ℃低温下冷胁迫3 d,随后于常温下恢复2 d后测定电解质泄漏率,结果表明:SA 0.3～0.9 mmol/L能显著提高香蕉幼苗的抗冷性,以0.5 mmol/L效果最佳.若把冷胁迫温度降到5 ℃,SA 0.5 mmol/L 预处理可显著减少幼苗叶片的萎蔫面积.但当SA浓度高于1.5 mmol/L时,恢复期间的电解质泄漏甚至高于对照(蒸馏水处理),表明它们加剧了冷害.SA提高香蕉幼苗的抗冷性可能需要H2O2的参与:1)SA 0.5 mmol/L常温处理诱导了H2O2的积累和活性氧造成的膜脂过氧化--三氯乙酸反应物质(TBARS)的增加,这可能与H2O2的清除酶--过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的受抑和H2O2的产生酶-超氧化物歧化酶(SOD)活性几乎不受影响有关;2)外源H2O2(1.5～2.5 mmol/L)也能显著降低低温胁迫期间的电解质泄漏,表明也能提高抗冷性;3)而用H2O2的捕捉剂--二甲基硫脲(DMTU)可明显抑制SA诱导的抗冷性;4)在低温胁迫与恢复期间,SA预处理明显提高了CAT和APX的活性,抑制了H2O2与TBARS的快速上升.     

不同低温胁迫对烟草愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达影响的比较

比较了不同低温（14℃和4℃）胁迫对烟草（Nicotiana rustica L.）愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达的影响。结果显示,不同低温胁迫处理能显著诱导烟草愈伤组织交替途径容量和实际运行的增加,且都呈现出基本相同的变化模式：在胁迫的初期（1～3 d）持续增加,在3 d时达到最高,而后下降到一个相对恒定的水平。但交替途径容量增加的幅度与温度下降的程度密切相关,而交替途径实际运行量的诱导程度在不同低温胁迫下的差异却很小。表明交替途径容量和实际运行对低温胁迫的响应是不同的。免疫印迹分析结果表明：低温胁迫明显诱导了交替氧化酶总蛋白的增加,且其随低温胁迫进程的变化与交替途径容量的变化基本一致;而对交替氧化酶单体与二聚体在低温胁迫下的含量变化检测结果则显示,烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在,且这一存在形式并不随低温胁迫程度的加深而发生改变。两种形式的交替氧化酶蛋白含量都能被低温胁迫诱导增加,但其单体水平在两种不同的低温胁迫下并无明显差别,而4℃低温胁迫诱导的二聚体交替氧化酶蛋白含量明显高于14℃。表明不同程度低温对抗氰交替途径发生的不同影响主要是由于对交替氧化酶蛋白二聚体形式的不同诱导程度所致;而高活性的交替氧化酶单体形式则不因低温胁迫程度的加重而被明显诱导升高,使得抗氰交替途径的运行程度在两种不同的低温胁迫处理条件下无显著差异。     

CuCl2胁迫对烟草BY-2悬浮细胞死亡的诱导

本文以不含叶绿体的烟草BY-2悬浮细胞系为实验材料,研究了CuCl2胁迫对BY-2细胞呼吸速率、呼吸途径以及细胞内H2O2和ATP含量的影响。结果表明:0.5mmol·L-1CuCl2胁迫明显导致了烟草BY-2细胞的死亡,引起了胞内H2O2爆发和ATP含量下降,严重抑制了BY-2细胞的总呼吸和交替氧化酶途径(alternative oxidase pathway,AOX)。此外,CuCl2对BY-2细胞的线粒体电子传递具有即时的抑制作用。加入外源腺苷(ATP合成的底物)显著抑制了CuCl2胁迫引起的ATP损耗,并阻止了细胞死亡。上述结果表明CuCl2胁迫导致的ATP损耗在CuCl2诱导烟草BY-2细胞死亡过程中起重要的作用。     

马铃薯切片陈化期间抗氰呼吸途径发生及运行的研究

研究了２４ｈ陈化期间马铃薯切片交替途径发生与运行的变化,陈化切片的总呼吸活性在前１２ｈ不断上升,从１２ｈ到２４ｈ则基本稳定。切片交替途径容量及其与Ｖｔ的比值在整个２４ｈ期间不断上升。然而交替途径活性及其对Ｖｔ贡献却与Ｖ１的变化趋势相似,在１２ｈ前不断上升,然后基本稳定在约占Ｖｔ的１７％水平。     

不同低温胁迫对烟草愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达影响的比较

比较了不同低温(14℃和4℃)胁迫对烟草(Nicotiana rusticaL．)愈伤组织抗氰交替途径诱导和交替氧化酶表达的影响。结果显示,不同低温胁迫处理能显著诱导烟草愈伤组织交替途径容量和实际运行的增加,且都呈现出基本相同的变化模式：在胁迫的初期(1—3d)持续增加,在3d时达到最高,而后下降到一个相对恒定的水平。但交替途径容量增加的幅度与温度下降的程度密切相关,而交替途径实际运行量的诱导程度在不同低温胁迫下的差异却很小。表明交替途径容量和实际运行对低温胁迫的响应是不同的。免疫印迹分析结果表明：低温胁迫明显诱导了交替氧化酶总蛋白的增加,且其随低温胁迫进程的变化与交替途径容量的变化基本一致;而对交替氧化酶单体与二聚体在低温胁迫下的含量变化检测结果则显示,烟草愈伤组织中交替氧化酶主要以二聚体形式存在,且这一存在形式并不随低温胁迫程度的加深而发生改变。两种形式的交替氧化酶蛋白含量都能被低温胁迫诱导增加,但其单体水平在两种不同的低温胁迫下并无明显差别,而4℃低温胁迫诱导的二聚体交替氧化酶蛋白含量明显高于14℃。表明不同程度低温对抗氰交替途径发生的不同影响主要是由于对交替氧化酶蛋白二聚体形式的不同诱导程度所致;而高活性的交替氧化酶单体形式则不因低温胁迫程度的加重而被明显诱导升高,使得抗氰交替途径的运行程度在两种不同的低温胁迫处理条件下无显著差异。     

水杨酸提高香蕉幼苗的抗冷性与H2O2代谢有关

探讨了水杨酸(salicylic acid,SA)提高香蕉幼苗抗冷性的可能机理。在常温下(30／22℃)用不同浓度(0—3．5mmol／L)的SA水溶液喷洒叶片1d,置于7℃低温下冷胁迫3d,随后于常温下恢复2d后测定电解质泄漏率,结果表明：SA0．3～0．9mmol／L能显著提高香蕉幼苗的抗冷性,以0．5mmol／L效果最佳。若把冷胁迫温度降到5℃,SA0．5mmol／L预处理可显著减少幼苗叶片的萎蔫面积。但当SA浓度高于1．5mmol／L时,恢复期间的电解质泄漏甚至高于对照(蒸馏水处理),表明它们加剧了冷害。SA提高香蕉幼苗的抗冷性可能需要H2O2的参与：1)SA0．5mmol／L常温处理诱导了H2O2的积累和活性氧造成的膜脂过氧化——三氯乙酸反应物质(TBARS)的增加,这可能与H2O2的清除酶——过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的受抑和H2O2的产生酶—超氧化物歧化酶(SOD)活性几乎不受影响有关;2)外源H2O2(1．5—2．5mmoL／L)也能显著降低低温胁迫期间的电解质泄漏,表明也能提高抗冷性;3)而用H2O2的捕捉剂——二甲基硫脲(DMTU)可明显抑制SA诱导的抗冷性;4)在低温胁迫与恢复期间,SA预处理明显提高了CAT和APX的活性,抑制了H2O2与TBARS的快速上升。     

GENESIS诱导小麦雄性不育性与花药组织呼吸关系的初步研究

对小麦小孢子发育的各个时期,经GENESIS处理的和未处理的植株花药的总呼吸活性(Vt)、细胞色素途径呼吸活性(ρ′Vcyt)和交替途径实际呼吸活性(ρValt)进行了比较研究,结果表明,在各时期,处理植株花药的Vt呼吸均低于未处理植株,尤以单核期最为明显;在小孢子减数分裂期、四分体期和单核期,处理小麦植株花药的ρ′Vcyt均明显降低,而在小孢子减数分裂期和四分体期ρValt出现明显升高。结论认为,由呼吸过程中电子传递途径运行的改变而造成处理植株花药呼吸代谢的紊乱,可能是GENESIS诱导小麦雄性不育发生的重要原因。     

用于测定抗氰呼吸途径活性的氧同位素分馏法和氧肟酸抑制法的比较

氧同位素分馏法和氧肟酸抑制法的测定结果都表明,马铃薯切片在１２－２４ｈ陈化期间抗氰化呼吸途径的实际活性基本保持恒定,尽管前者的测定结果是后者的２倍。此外,用上述２种没方法进行研究的结果都表明,内源乙烯在诱导陈化切片抗氰呼吸途径容量产生的同时并不调控其实际运行。上述结果表明尽管氧肟酸抑制法不能准确测定抗氰呼吸途径的实际活性,但用于一些比较研究仍是可行的。     

H2O2参与水杨酸诱导丹参培养细胞中丹酚酸B合成的信号转导

过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)为活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的一种,存在于许多生物体系中并介导植物中多种生理和生化过程。为了探讨H2O2作为信号分子在水杨酸(Salicylic acid,SA)诱导丹参培养细胞合成丹酚酸B(Salvianolic acid B,Sal B)过程中的作用,分别考察了SA和H2O2、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、二甲基硫脲(2-(4-carboxy-2-phenyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide,DMTU)及咪唑(Imidazole,IMD)对苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)和酪氨酸氨基转移酶(Tyrosine aminotransferase,TAT)的活性及Sal B含量的影响。结果表明,SA处理可有效地诱导丹参培养细胞中H2O2产生、PAL和TAT活性升高以及Sal B合成积累量的增加;外源施加10～30 mmol/L H2O2也可以有效促进PAL、TAT活性升高和Sal B合成积累量的增加;用H2O2的清除剂CAT处理发现,CAT对SA或外源H2O2诱导的Sal B合成积累具有消除作用,说明H2O2可能作为SA诱导Sal B积累过程中的上游信号分子起作用;用H2O2淬灭剂DMTU处理,可以有效抑制SA对Sal B合成的促进作用;用质膜烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide vadenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶(H2O2来源的主要酶)抑制剂IMD处理,可以抑制Sal B的合成,但这种抑制效果可以部分被外源施加的SA削弱,说明通过HADPH氧化酶产生的H2O2受阻时,SA诱导的Sal B合成积累也会受到抑制。表明H2O2是介导SA诱导丹参培养细胞中Sal B合成积累的信号分子。     

水杨酸诱发的丹参悬浮培养细胞内H2O2迸发与其培养基碱化的关系

水杨酸(salicylic acid,SA)处理可诱导丹参悬浮培养细胞内H2O2产生及其培养基碱化。利用NADPH氧化酶抑制剂咪唑(imidazole,IMD)、H2O2淬灭剂二甲基硫脲(dimethylthiourea,DMTU)、质膜H+-ATPase抑制剂钒酸钠(Na3VO4)及激活剂壳梭孢菌素(fusicoccin,FC)处理丹参悬浮培养细胞,探讨SA诱导的H2O2迸发与培养基碱化之间的关系。结果表明,H2O2可促发培养基碱化,IMD和DMTU抑制SA诱发的培养基碱化,说明H2O2参与SA诱发的培养基碱化过程;SA抑制质膜H+-ATPase活性,Na3VO4引发培养基碱化并使H2O2迸发时间提前,FC处理逆转了SA诱导的培养基碱化及H2O2迸发,说明质膜H+-ATPase调控培养基pH值变化,培养基碱化促进了H2O2产生。因此,丹参悬浮培养细胞内H2O2水平与其培养基碱化程度之间相互关联、共同作用,协同响应SA的诱导。     

能量对香石竹切花在瓶插期间呼吸电子途径的影响

采用外加0.1 mmol/L ATP或0.5 mmol/L二硝基苯酚(DNP)的方法,研究了香石竹(Dianthus caryophyllus L.)切花在25±1℃和80%～90%相对湿度下瓶插期间呼吸电子传递途径的变化情况.结果表明,香石竹切花在瓶插7 d时的呼吸速率达到高峰;ATP处理明显加快切花的呼吸速率,在瓶插7 d时呼吸速率高峰值较对照(未用ATP处理)升高1倍.细胞色素途径与总呼吸活性存在显著正相关.细胞色素途径占总呼吸的比重在切花瓶插4 d后上升,并且线粒体电子传递主要依靠细胞色素主路途径进行.经ATP处理后香石竹切花的交替呼吸途径的容量、实际运行活性和运行系数明显增加;交替呼吸途径占总呼吸活性比重在瓶插4 d后迅速上升,并且交替呼吸途径容量与总呼吸活性存在显著正相关.而DNP处理则降低交替呼吸途径容量.这说明外源ATP处理加强了香石竹切花在整个瓶插期间的呼吸作用,增加了呼吸速率的高峰值,提高了抗氰呼吸作用.