生物膜组分对膜功能和膜相变的调控 Ⅱ、膜脂组分对水稻线粒体α-酮戊二酸氧化酶活力的影响

以四种抗冷性不同的水稻芽鞘为材料,分析了它们的线粒体膜脂脂肪酸成分和含量、线粒体α-酮戊二酸氧化酶活力,并在线粒体上添加含油酸酯的吐温80和清洗吐温80之后测定了α-酮戊二酸氧化酶活力的变化。 四种抗冷性不同的水稻种子,其干胚膜脂脂肪酸成分相同,但是它们的脂肪酸不饱和指数(IUFA)有明显差异,这种差异与品种抗冷性成正相关。品种间芽鞘线粒体膜脂脂肪酸成分相同,它们的脂肪酸不饱和指数也有明显差异,与品种抗冷性也成正相关。四个水稻品种的芽鞘线粒体α-酮戊二酸氧化酶活力在10～42℃间存在着两个温度折点,其中低温折点可能与品种抗冷性有关。秈稻“二九青”芽鞘线粒体添加吐温80和清洗吐温80后,线粒体α-酮戊二酸氧化酶活力的温度折点均比对照线粒体低。证明增加膜脂中不饱和脂肪酸能降低膜结合酶活力的温度折点,膜脂脂肪酸不饱和度与膜结合酶活力和水稻抗冷性密切相关。     

膜脂组成与植物抗冷性的关系及其分子生物学研究进展

植物的抗冷性与膜脂的组分和结构密切相关,与质膜中脂肪酸的不饱和度关系更为密切。膜脂不饱和脂肪酸含量越高,膜脂相变温度越低,植物的抗冷性提高。植物体内存在一些降低膜脂脂肪酸饱和程度的酶,如甘油3磷酸酰基转移酶,ω3脂肪酸去饱和酶等,它们能够催化膜中脂肪酸的去饱和反应,生成不饱和脂肪酸,从而提高植物的抗冷性。本文就低温对膜脂的影响、膜脂组成与植物抗寒性的关系及其分子生物学研究进展作一简单综述。     

水稻干胚膜脂脂肪酸组分差异性分析

水稻干胚膜脂主要由磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油、单半乳糖双甘油脂和双半乳糖双甘油脂组成,其脂肪酸组成主要是棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸。干胚线粒体和花粉粒膜脂及其脂肪酸组分与干胚膜脂相似,但配比有所不同。干胚膜脂的脂肪酸不饱和度与水稻品种遗传特性(如低温适应性)有关,而且也受胚形成期温度的影响。脂肪酸不饱和度与温度呈负相关。膜类脂不饱和度的差异主要是由脂肪酸组或的不同配比引起;温度引起的脂肪酸不饱和度的差异是由油酸和亚油酸含量上的变化引起的。干胚膜脂脂肪酸不饱和度与开花结实期低温适应性的关系可能作为水稻开花结实期抗冷性鉴定的一个指标,值得进一步加以研究。     

高寒山区牧草根质膜和脂肪酸组分对冷冻低温的适应反应

在秋末冬初测定了高寒山区自然生境中生长的垂穗披碱草(Elymus nutans)、早熟禾(Poa sphyondylodes) 和花雀麦(Bromus sinensis)3种牧草根膜脂脂肪酸组分和质膜流动性及ATPase活力。结果表明：随着秋末冬初气温下降到0℃以下,3种牧草根中膜脂肪酸配比发生较大变化,棕榈酸相对百分含量下降40.29％,亚油酸增加3倍多,亚麻酸增加112.39％,脂肪酸不饱和指数(IUFA)增大;同时根质膜流动性在低温期间较大,在融冻阶段有下降,冰冻阶段增大;质膜Mn2+ATPase、Ca2+ ATPase活力增大,Mg2+ ATPase活力下降。在冷冻适应中牧草根膜脂脂肪酸不饱和度的增加直接影响着膜的流动性,影响膜功能和植物抗冻性,并在维持根细胞膜完整性和抵抗组织结冰伤害方面起重要作用。     

龙眼叶片膜脂脂肪酸组分与龙眼耐寒性的关系

龙眼叶片膜脂不饱和脂肪酸含量和脂肪酸不饱和度与龙眼不同品种的耐寒性呈正相关;在年周期中,不饱和脂肪酸含量的变化与龙眼耐寒性的变化呈现平行关系;龙眼叶片膜脂脂肪酸组分含量反映着龙眼品种间耐寒性遗传上的差异,可作为耐寒性的鉴定指标。     

渗透胁迫下稻苗中游离脯氨酸累积与膜脂过氧化的关系

杂交稻幼苗经聚乙二醇（ＰＧＥ４０００）渗透胁迫（－０．９５ＭＰａ）处理,幼苗含水量及相对含水量下降,游离脯氨酸和膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量上升,质膜透性增大。随ＰＥＧ渗透胁迫时间延长,幼苗膜脂饱和脂肪酸含量逐渐增加,不饱和脂肪酸含量降低,不饱和脂肪酸指数（ＩＵＦＡ）减少。脯氨酸累积与ＭＤＡ增长及膜透性加大呈正相关性,与膜脂脂肪酸不饱和度呈负相关性。讨论了游离脯氨酸累积与细胞透性的相关性,以     

干旱对棉花根和下胚轴质膜脂肪酸组分及其相关酶活性的影响

棉花根和下胚轴质膜脂肪酸主要由棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸组成。干旱胁迫后,ＰＭ脂肪酸饱和度增加,不饱和脂肪到和不饱和指数降低。其中棕榈酸含量上升和亚麻酸含量下降较大,膜透性增高。质膜Ｈ＾＋ＡＴＰａｓｅ和Ｃａ＾２－ＡＴＰａｓｅ活力降低,脂氧合酶活性增强。     

2,4-二硝基苯酚对采后龙眼果皮脂氧合酶活性和膜脂脂肪酸组分的影响

以'福眼'龙眼(Dimocarpus longan Lour.'Fuyan')果实为材料,研究呼吸解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)对采后果皮脂氧合酶(LOX)活性、膜脂脂肪酸组分和细胞膜透性的影响及其与果皮褐变的关系.结果表明:DNP处理导致龙眼果皮细胞膜透性、LOX活性和褐变指数增加,膜脂脂肪酸组分中的棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)等饱和 脂肪酸的组分增加,亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)和花生一烯酸(C20:1)等不饱和脂肪酸的组分下降,脂肪酸不饱和指数和脂肪酸不饱和度下降.因此认为,DNP促进了龙眼果实果皮褐变可能是由于提高了LOX活性,促进了膜脂不饱和脂肪酸的降解而引起膜系统完整性受损,最终导致细胞膜结构的破坏,使酚酶与酚类物质接触而引起酚类物质氧化的结果.     

葡萄的膜脂和脂肪酸组分与抗寒性关系的研究

分析了葡萄的种子、茎、叶、树皮、叶绿体、叶片愈伤组织和黄化幼苗的膜脂主要组分。种子的膜脂脂肪酸不饱和度与品种抗寒性成正相关。茎的膜脂脂肪酸含量随季节呈周期性变化,膜脂脂肪酸不饱和度随气温的降低而升高。秋季取样的茎、叶片、叶绿体的膜脂脂肪酸不饱和度与品种抗寒性成正相关。抗寒品种具有较高的亚油酸/棕榈酸比值,近亲品种的膜脂组分近似,可以看到遗传性的影响。夏季取样的茎、叶片、叶绿体的膜脂脂肪酸含量的变化无明显规律性,品种间无明显差异。25℃培养的黄化幼苗和愈伤组织经7℃处理后,两者的脂肪酸不饱和度都略有增加,,与品种的抗寒性也有一定联系。     

拟茎点霉侵染对采后龙眼果皮LOX活性和膜脂脂肪酸组分的影响

用拟茎点霉(Phomopsis longanae Chi)侵染福眼龙眼(Dimocarpus longan Lour. ‘Fuyan’)果实,研究龙眼果皮脂氧合酶(LOX)活性、膜脂脂肪酸组分和细胞膜透性的变化及其与果皮褐变的关系。结果表明：拟茎点霉侵染导致龙眼果皮褐变指数、LOX活性和细胞膜透性增加,不饱和脂肪酸组分[亚油酸(C18∶2)、亚麻酸(C18∶3)和花生一烯酸(C20∶1)]下降而饱和脂肪酸组分[棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶0)]增加,脂肪酸不饱和指数(IUFA)和脂肪酸不饱和度下降。拟茎点霉侵染提高龙眼果皮LOX活性和加速膜脂不饱和脂肪酸的降解,从而破坏细胞膜系统的完整性,导致膜系统区室化功能丧失,使多酚氧化酶与酚类物质接触,引起酚类物质的酶促氧化和黑褐色高聚物形成,导致龙眼果皮褐变。     

低温胁迫对麻竹叶片和根系抗性生理指标的影响

采用室内人工低温处理,研究了麻竹(Dendrocalamus latiflorus)叶片及根部质膜透性、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和膜脂脂肪酸组成的变化,寻找与竹类植物耐寒性关系最密切的抗性生理指标。结果表明:低温预处理(8℃)15d后,麻竹叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量、POD活性显著提高,根部可溶性糖含量、POD活性显著升高;低温胁迫处理(-2℃)72h后,经低温预处理的麻竹叶片可溶性糖、可溶性蛋白质含量、SOD、POD活性显著高于未经低温预处理,而质膜透性显著低于未经低温预处理,但膜脂过氧化程度显著高于-2℃处理前;经低温预处理的麻竹根部SOD、POD活性及膜脂不饱和脂肪酸相对含量显著高于未经低温预处理,而质膜透性、膜脂过氧化程度较-2℃处理前无显著差异。说明剧烈降温对麻竹生理特征造成严重影响,叶片通过提高可溶性蛋白、可溶性糖含量,维持较高的POD活性以减轻低温伤害;根系则通过维持较高的SOD、POD活性以减轻低温下膜脂过氧化水平,并通过提高膜脂不饱和脂肪酸比例降低质膜透性来抵御低温对膜的伤害。     

干旱对棉花根和下胚轴质膜脂肪酸组分及其相关酶活性的影响(简报)

棉花根和下胚轴质膜（PM）脂肪酸主要由棕榈酸（16：0）、硬脂酸（18：0）、亚油酸（18：2）和亚麻酸（18：3）组成。干旱胁迫后,PM脂肪酸论和度增加,不饱和脂肪酸和不饱和指数（IUFA）降低。其中棕榈酸含量上升和亚麻酸含量下降较大,膜透性增高,质膜H －ATPase和Ca2 －ATPase活力降低,脂氧合酶（LOX）活性增强。     

干旱对玉米叶片细胞透性及膜脂的影响

叶片相对含水量随聚乙二醇(PEG)处理浓度的增加而依次降低,复水后它能恢复到对照水平;叶片质膜透性随PEG处理浓度的增加而依次增大,复水后它能不同程度地恢复;PEG处理时叶片膜脂的饱和脂肪酸含量增加,不饱和脂肪酸含量降低。复水后膜脂脂肪酸配比与复水前相似。干旱条件下叶片细胞的各类细胞器膜脂脂肪酸配比的变化与叶片总膜脂的变化相似;在轻度干旱条件下的叶绿体Mg~(++)-ATP酶活力低于对照,复水后能迅速恢复到对照水平,中度干旱条件下Mg~(++)-ATP酶活力明显高于对照,但复水后均有不周程度的恢复。     

生物膜组分对膜功能和膜脂相变的调控 Ⅰ.吐温表面活性剂对玉米根端线粒体ATP酶活力的影响

膜脂流动性和膜结合酶的关系极为密切,同时膜脂组分也明显地制约着膜的流动性。本试验选用了三种不同脂肪酸碳链的吐温表面活性剂(Tween 20,Tween40,Tween 80)作为线粒体的添加物,观察对玉米根端线粒体ATP酶活力的调节作用。结果看到玉米根端线粒体ATP酶在8～32℃范围内活化能在15.5℃处出现了一个折点。添加吐温20、40、80后在8～32℃范围内都出现了二个活化能的折点,分别为26.5℃和12.3℃;25.4℃和15.3℃;22.8℃和12.8℃。清洗吐温后ATP酶活化能的转折点温度与添加吐温时没有明显差异,表明吐温的脂肪酸链可能与线粒体膜相结合,因而改变了线粒体ATP酶的活化能的折点温度。     

生物膜组分对膜功能和膜脂相变的调控——Ⅰ.吐温表面活性剂对玉米根端线粒体ATP酶活力的影响

膜脂流动性和膜结合酶的关系极为密切,同时膜脂组分也明显地制约着膜的流动性。本试验选用了三种不同脂肪酸碳链的吐温表面活性剂(Tween 20,Tween40,Tween 80)作为线粒体的添加物,观察对玉米根端线粒体ATP 酶活力的调节作用。结果看到玉米根端线粒体ATP酶在8～32℃范围内活化能在15.5℃处出现了一个折点。添加吐温20、40、80后在8～32℃范围内都出现了二个活化能的折点,分别为26.5℃和12.3℃;25.4℃和15.3℃;22.8℃和12.8℃。清洗吐温后ATP 酶活化能的转折点温度与添加吐温时没有明显差异,表明吐温的脂肪酸链可能与线粒体膜相结合,因而改变了线粒体ATP 酶的活化能的折点温度。     

低温处理对籼、粳稻芽鞘呼吸、透性和过氧化物酶同工酶的影响

Lyons认为低温影响的初始反应主要是膜物理状态的变化,即发生膜脂的物相变化。郭金铨证明了低温影响细胞的初始反应之一是增加质膜的透性。王洪春指出,植物遭受冷害温度时,呼吸作用先出现短时间上升,而后降低。刘鸿先等根据水稻、黄瓜和龙舌兰麻等植物的不同耐冷力品种试验结果提出,抗冷性强的品种比抗冷性弱的品     

低温对耐寒与不耐寒玉米线粒体膜的影响

线粒体是一种比较敏感的细胞器。很多环境因素的影响都能迅速引起线粒体发生变化。不耐寒植物受低温影响后线粒体膜的功能也会发生一定的改变。我们前曾报道玉米黄化幼苗经低温处理后(4℃,24小时)线粒体的耗氧率显著增加,呼吸控制率和氧化磷酸化效率明显下降,抗氰氧化途径基本失活。与此同时,电镜观察表明,线粒体的超细微结构也发生明显变化。本文比较低温对耐寒与不耐寒玉米线粒体膜的影响。实验的初步结果表明,与不耐寒品种不同,耐寒玉米品种的黄化幼苗经同样低温条件处理后其线粒体的氧化活性,呼吸控制,氧化磷酸化效率以及抗氰氧化途径都没有发生明显的变化。这提示,玉米经低温处理后线粒体膜的变化与耐寒性能之间具有一定的内在联系,从而根据线粒体膜的变化情况可能为鉴别玉米品种耐寒性提供一些生化指标。     

水稻离体叶片衰老过程中膜脂组分的变化

水稻离体叶片衰老过程中,膜脂磷脂含量随着叶片离体时间的增加而下降,而质膜透性则随时间的增加而上升。BA,Ni~(2 )能延缓叶片磷脂的丧失,ABA,ACC则加速其含量下降,但它们对磷脂酶D活性影响不大。膜脂脂肪酸组分在叶片衰老过程中也发生着变化,其中亚麻酸(18:3)含量下降,不饱和度降低。ABA,ACC促进亚麻酸含量和不饱和度的下降,BA,Ni~(2 )则有延缓作用。     

缓慢干旱下春小麦叶片质膜脂肪酸组成、H+-ATPase及5′-AMPase活力的变化

 研究了田间缓慢干旱胁迫下,抗旱性不同的两个小麦(Triticum aestivum)品种的生长状况、质膜极性脂脂肪酸组成以及质膜关键酶活力的变化。在小麦生长发育的早期,干旱胁迫使其叶片质膜极性脂脂肪酸不饱和度下降、质膜微囊消耗O2的速率升高、膜蛋白含量降低、H+-ATPase (EC 3.6.1.35)活力下降、5'-AMPase (EC 3.1.3.5)活力大幅度升高;在小麦发育的后期,随着干旱的持续,小麦叶片质膜的极性脂脂肪酸不饱和度不变或升高、质膜微囊消耗O2的速率降低、膜蛋白含量与H+-ATPase活力升高、5'-AMPase活力下降。以上结果表明,小麦在发育的早期阶段对干旱较敏感,其细胞质膜流动性降低、细胞中能荷贮备降低;而在后期,则又表现出对干旱的适应。这些结果将有助于阐明自然干旱条件下植物的抗旱机制。     

干旱对大豆线粒体膜脂的磷脂和脂肪酸组分的影响

干旱胁迫致使大豆叶片线粒体膜脂的PG摩尔百分含量降低,而LPC,PC,PI,PE,PA则明显提高。抗旱品种和敏感品种之间棕榈酸及亚麻酸含量有明显差异,且抗旱品种叶片线粒体膜脂的总脂肪酸不饱和指数低于敏感品种。