He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗类囊体捕光色素的影响

采用5mW.mm-2He-Ne激光辐照、10.08kJ.m-2d-1UV-B辐射及二者组合对冬小麦幼苗进行处理。通过测定叶绿体捕光色素含量和色素蛋白组成的变化,进一步探讨He-Ne激光对增强UV-B辐射后小麦幼苗类囊体捕光色素损伤的修复效应。循环处理小麦幼苗4d,利用90%乙醇和80%丙酮分别提取各处理组小麦幼苗叶片中的叶绿素,通过纸层析和分光光度法检测捕光色素含量的变化,并探讨不同处理对叶绿素与蛋白质结合牢固性的影响。利用柱层析法测定色素蛋白的主要成分。研究表明:与对照组相比,增强UV-B辐照后小麦幼苗捕光色素总含量降低了17.76%,叶绿素和蛋白质结合牢固度显著降低,色素蛋白的组成也发生变化,D1和D2蛋白质条带消失;而一定剂量He-Ne激光辐照可使增强UV-B辐射后的叶绿体色素含量增加约10.64%,但仍低于ck组约8.12%,叶绿素和蛋白质结合牢固度也显著高于B组,色素蛋白的组成与对照组相似。因此,低剂量的He-Ne激光辐照对增强UV-B辐射后小麦幼苗类囊体捕光色素的损伤具有促进修复效应。     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗蛋白质代谢的影响

采用He-Ne激光(5 mW.mm-2)和增强UV-B(10.08 kJ.m-2.d-1)辐照‘晋麦8号’小麦幼苗,5 d后测定各处理组小麦叶片的蛋白酶、转氨酶活性以及可溶性蛋白质含量与组成的变化。结果显示,增强UV-B辐射使小麦叶片蛋白酶活性极显著升高,转氨酶活性降低,可溶性蛋白质含量极显著下降,蛋白质谱带增加;单独He-Ne激光处理使蛋白酶活性下降,转氨酶活性升高,可溶性蛋白质含量增加,对蛋白质条带影响不明显;与单独UV-B辐射相比,经He-Ne激光辐照和UV-B辐射复合处理后,蛋白酶的活性明显降低,转氨酶的活性增加,可溶性蛋白质含量增加,并且使UV-B辐射诱导出的新带减弱或消失。研究发现,增强UV-B辐射能减弱小麦幼苗蛋白代谢中正常基因的表达,但又激活了一些抗性基因的表达而诱导产生新的胁迫蛋白;一定剂量的He-Ne激光辐照可解除UV-B对小麦幼苗正常基因表达的抑制而使其蛋白质代谢加强。     

增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管蛋白的影响

以哥伦比亚生态型(Columbia-0)的野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)为实验材料,分别采用12.96KJ.m-2.d-1、17.28 KJ.m-2.d-1、21.60 KJ.m-2.d-1三种不同的UV-B剂量对9日龄拟南芥幼苗进行辐射处理,然后对微管蛋白进行纯化,通过紫外分光光度计和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳初步研究了增强UV-B对不同处理组微管蛋白的影响,进一步用免疫印迹鉴定微管蛋白并比较不同处理组微管蛋白差异。结果表明,增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管蛋白的含量有影响,与对照相比,不同剂量UV-B辐射处理组微管蛋白含量呈先增加后减少的变化趋势。     

栅藻Scenedesmus sp.蛋白质提取方法优化及氨氮与硝态氮处理下蛋白质组表达差异

旨在寻找一种快速高效提取栅藻Scenedesmus sp.蛋白质的方法并研究氨氮对该藻的毒害机制。使用液氮研磨和超声细胞破碎进行细胞破碎,丙酮沉淀和TCA-丙酮沉淀法进行蛋白纯化,SDS-PAGE进行蛋白样品丰度检验,2-DE电泳技术对差异表达蛋白进行分析。结果显示,对于栅藻Scenedesmus sp.,液氮研磨破碎细胞效果明显优于超声细胞破碎法,前者细胞破碎完全,内容物充分外泄。TCA-丙酮沉淀纯化得到的蛋白样品不仅浓度高,而且丰度和纯度均显著优于丙酮沉淀法。氨氮毒害作用下栅藻Scenedesmus sp.蛋白差异表达分析结果显示85个表达降低的蛋白和25个表达升高的蛋白,这些蛋白涉及光合作用、二氧化碳固定、糖酵解、蛋白质合成及非正常折叠蛋白降解、细胞分裂和物质运输,以及自由基清除等途径。应用液氮研磨和TCA-丙酮沉淀法可快速高效地提取栅藻Scenedesmus sp.蛋白质,氨氮毒害作用涉及光合作用、脂肪酸合成、非正常折叠蛋白降解等多种代谢途径。     

重组蛋白GST-OsCATB的表达特性研究

为了阐明水稻Catalase（CAT）的酶学功能,首先需要获得出足量的、活性的该酶蛋白。本研究克隆了水稻OsCAT_B基因(GenBank accession No.D26484),构建到原核表达载体pGEX-6p-3中形成重组蛋白,继而转入E.coli菌株BL21中进行表达特性研究。结果表明,GST-OsCAT_B融合蛋白在E.coli中进行了过量表达,表达受到诱导剂浓度、诱导时间、诱导温度和诱导体系等多因素影响;通过谷胱甘肽Sepharose-4B亲合层析,纯化出足量、活性的融合蛋白GST-OsCAT_B,每克表达细胞（干重）中得率为51 mg GST-OsCAT_B。     

UV-B辐射增强和CO2浓度倍增的复合作用对番茄生长和果实品质的影响

以番茄（Lycopersicon esculeutum）为研究对象,在人工模拟8.40 kJ·m^-2的UV-B辐射和700 μmol·mol^-1的CO₂浓度复合处理下,研究了番茄的生长和果实品质变化.结果表明,UV-B辐射使番茄的株高、鲜重、干重、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、光合速率、水分利用效率、可溶性蛋白、维生素c及番茄红素等降低,导致果实品质恶化;而CO₂浓度倍增作用相反.在UV-B辐射增强和CO₂浓度倍增复合作用下,番茄的上述指标与对照相比差异不明显.分析认为,CO₂倍增与UV-B辐射增强复合处理下,CO₂的正效应作用可以减轻甚至抵消UV-B辐射的负效应.     

He-Ne激光对增强UV-B辐射小麦幼苗叶绿体的影响

对“晋麦8号”小麦幼苗分别采用5 mW·mm^-2 He-Ne激光辐照、10.08 kJ·m^-2·d^-1增强UV-B辐射及二者组合进行处理,研究各处理组小麦幼苗叶绿体膜透性、叶绿体蛋白质含量以及叶绿体偶联因子CF-1的ATP酶活性、希尔反应的活性变化。结果表明：UV-B辐射后小麦幼苗叶绿体膜透性增加,叶绿体蛋白质含量有一定的下降,而ATP酶活性、希尔反应的活性均受到抑制。经过He-Ne激光辐照可使叶绿体膜透性降低、叶绿体蛋白质含量有一定的升高,同时ATP酶活性、希尔反应的活性也受到部分激活。这些变化说明增强UV-B辐射引起小麦幼苗叶绿体损伤,而一定剂量的He-Ne激光辐照可部分修复增强UV-B对小麦幼苗光合系统的损伤。     

拟南芥芥子酸酯对UV-B辐射的响应

芥子酸酯(sinapate esters)是拟南芥和其他十字花科植物中大量存在的一类具有紫外吸收作用的羟基肉桂酸衍生物,有研究表明其紫外吸收能力甚至强于类黄酮。以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)为实验材料,通过施加低强度(40 μW/cm²)、相对长时间(7 d)的UV-B辐射,考察了拟南芥幼苗和成苗芥子酸酯组分(芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸)和含量及合成途径关键酶编码基因表达水平对UV-B辐射的响应。经过7 d的UV-B辐射处理,拟南芥幼苗和成苗的芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸含量均高于对照植株,芥子酸酯表现为响应UV-B辐射而积累。无论是幼苗还是成苗,叶片中芥子酰苹果酸的含量都要比芥子酰葡萄糖高出一个数量级,而且在UV-B处理过程中观察到芥子酰葡萄糖含量减少而芥子酰苹果酸含量增加,催化芥子酰葡萄糖生成芥子酰苹果酸的芥子酰葡萄糖苹果酸转移酶编码基因的表达水平也显著提高,说明芥子酰苹果酸在拟南芥叶片响应UV-B辐射过程中起重要作用并优先合成。另外,拟南芥幼苗中两种芥子酸酯的含量是成苗中的数十倍之多,芥子酸酯合成途径关键酶编码基因fah1和sng1的相对表达量也显著高于成苗。同时,在响应UV-B辐射的过程中,幼苗中芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸含量的变化幅度(分别是7.01％、6.05％)远远低于成苗叶片中芥子酰葡萄糖、芥子酰苹果酸含量的变化幅度(分别是21.88％、70.63％),这可能意味着拟南芥叶片中芥子酸酯对于UV-B辐射的防护作用,幼苗属于组成型防御(constitutive defense),而到成苗则转变为诱导型防御(inducible defense)。     

增强UV-B辐照对小麦幼苗叶肉细胞内Ca2＋水平的研究

以小麦（Triticum aestivum）幼苗叶片为材料,利用提取原生质体方法在小麦幼苗叶肉细胞中成功地装载了钙离子荧光指示剂fluo-3/AM,采用激光共聚焦显微技术检测了增强UV-B辐射后小麦幼苗叶肉细胞内游离钙离子荧光强度的分布,并对[Ca2＋];进行了测定.结果显示,对照组细胞内钙离子荧光分布较均匀,主要分布于紧贴质膜处和核周围,UV-B辐射组钙离子荧光与对照组分布相似,但其原生质体表面不如对照组平滑;同时发现增强UV-B辐射组细胞内钙离子荧光强度值较对照组高,说明增强UV-B辐射组小麦幼苗叶肉细胞维持较高浓度的钙离子水平.这些变化表明Ca2＋信号有可能以一定的方式参与了小麦响应UV-B辐射胁迫的过程.     

荔枝果皮总蛋白质提取及双向电泳体系的建立

用TCA-丙酮、丙酮和酚3种方法提取荔枝(Litchi chinensis Sonn.)果皮的总蛋白质,比较了蛋白产量、单向SDS-PAGE和双向电泳等方面的差异,并对双向电泳体系进行探索.结果表明:酚抽提法最佳,提取的总蛋白得率最高,蛋白在单向SDS-PAGE中形成条带数目最多,最清晰;经双向电泳分离用银染显色,可检...     

外源NO对增补UV-B辐射下兴安落叶松幼苗叶片光合色素和叶绿素荧光特性的影响

在增强UV-B辐射下,以3年生兴安落叶松幼苗为实验材料,研究了外源NO供体硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)对幼苗的光合色素（Chla、Chlb和Car）和叶绿素荧光参数的影响。方差分析结果表明0.5 mmol·L^-1的SNP对增补UV B胁迫下的兴安落叶松幼苗产生显著影响。0.5 mmol·L^-1的SNP能够显著抑制增补UV-B辐射后光合色素、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′和qP的明显下降以及Chla /Chlb、F_o和NPQ的升高。表明了外源NO能够减轻UV-B辐射胁迫下兴安落叶松幼苗光合反应中心的生理损伤,从而增强兴安落叶松幼苗对增补UV-B辐射胁迫环境的适应能力。     

马蔺对不同浓度NaHCO3胁迫的生理响应

为探讨不同浓度NaHCO₃胁迫下,马蔺叶片的膜透性、可溶性蛋白及膜脂过氧化物含量的变化规律,以1年生马蔺实生苗为研究对象,通过对细胞膜透性、膜质过氧化产物MDA、SOD、POD和可溶性蛋白等指标进行测定,研究在盆栽控盐条件下,马蔺对NaHCO₃胁迫的适应与响应。结果表明：随着NaHCO₃浓度和胁迫时间的增加,对马蔺叶片可溶性蛋白含量的影响总体是先下降后上升的趋势,在30 d时,0.4%和0.6%盐浓度胁迫下的马蔺的可溶性蛋白含量上升较大,分别比对照高：21.7%,38.6%;在NaHCO₃盐胁迫的10~20 d,马蔺叶片的的膜透性略有降低;在20~30 d时,膜透性迅速上升;NaHCO₃胁迫20 d时,除对照外其他盐浓度胁迫下的马蔺叶片的POD活性都达到了最大值,分别比对照高95%,103%,496%;相同盐浓度胁迫下,随着时间的延长,SOD活性变化趋势是先下降后上升;MDA作为膜脂过氧化作用的主要产物之一,随着盐浓度的增加和盐胁迫时间的延长,在30d时0.6%浓度的马蔺叶片中MDA含量大量积累。综上所述,马蔺有抗盐（NaHCO₃）胁迫的能力,是重要的盐碱地生植物,本研究为马蔺的抗盐碱性研究又提供了一有力证据,同时为今后将马蔺应用于治理盐碱土地增加了理论基础。     

增强UV-B辐射及氮水平对长春花生长和生理代谢的影响

地表UV-B 辐射增强和氮沉降增加目前已成为影响植物生长的重要生态因子。本文以药用植物长春花（Catharanthus roseus）为材料,研究UV-B辐射和氮供应增加对长春花生长、生理及长春碱含量的协同效应。研究结果表明,紫外辐射增加对长春花生长和生物量积累具有显著的抑制作用。同时外源增加氮供应能明显缓解紫外辐射引起的生长抑制效应。紫外辐射引起的叶片膜脂过氧化胁迫导致了长春花叶片丙二醛含量显著增加,但同时增加氮供应能显著降低丙二醛水平。增强UV-B辐射处理显著促进长春花叶片UV-B吸收化合物合成积累,并随氮供应增加其含量进一步增加;氮供应增加和UV-B辐射增强共同作用时,长春花叶片中长春碱的含量较其单独作用时均显著增加。上述结果表明,增加氮供应不但可以缓解紫外辐射引起的生长抑制和生理伤害,同时对长春花叶片中生物碱的合成积累具有协同促进效应,其原因可能是增强UV-B辐射能促使长春花利用更多的氮源合成积累长春碱。     

Protective mechanisms and acclimation to solar ultraviolet-B radiation in Oenothera stricta

Abstract Mechanisms of plant protection and acclimation to potentially damaging solar ultraviolet-B (UV-B, 280–320 nm) radiation incident on the Earth's surface were examined in Oenothera stricta. Attenuation of this radiation in the upper leaf epidermis reduces the penetration of UV-B radiation to the mesophyll where damage to physiologically sensitive targets can occur. The epidermis is a highly selective radiation filter that can attenuate up to 95% of the incident UV-B radiation and yet transmit between 70% and 80% of the visible radiation. Exposure to UV-B radiation significantly reduced the degree of epidermal UV-B transmittance by as much as 33%. No significant reduction in epidermal transmittance of visible radiation was observed as a result of UV-B exposure. The plasticity in epidermal UV-B transmittance results from production of flavonoid and related phenolic compounds in the tissue. Absorbance of UV-B radiation in llavonoid extract solutions from epidermal and mesophyll tissues significantly increased by as much as 100% and 35%, respectively, after exposure to UV-B radiation. Photosynthetic rates of leaves exposed to UV-B radiation were not significantly reduced at dose rates representative of the radiation flux found in the habitat of this species, but significant photosynthetic depression was observed at dose rates that exceed the field UV-B flux. The phenotypic plasticity in epidermal UV-B transmittance resulting in decreased penetration of damaging UV-B radiation to the mesophyll may reduce the rate of damage to a level where repair mechanisms can keep pace with reduced injury.     

Cr6+对菹草叶绿素荧光参数、抗氧化系统和超微结构的胁迫影响

研究了不同浓度的Cr⁶⁺(0、1、10、30、50 mg·L^-1)对菹草叶片叶绿素、叶绿素荧光参数、抗氧化系统、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化产物、可溶性糖含量、超氧阴离子(O₂^—·)产生以及细胞超微结构的胁迫影响。结果表明,随着Cr⁶⁺浓度的增加,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a/b均呈下降趋势,F_o先升后降,F_v/F_m、F_m及F_v/F_o均逐渐降低;可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量先升后降,抗坏血酸(AsA)含量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐下降,而过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升后降趋势; O₂^—·产生速率、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量均表现先降后升趋势;电镜观察发现：随着Cr⁶⁺浓度的增加,对细胞超微结构的损伤也加剧,表现为叶绿体膨胀,被膜破裂,类囊体片层解体;线粒体嵴数目减少,呈空泡状。可见,Cr⁶⁺破坏了菹草正常生理活动的结构基础,造成菹草生理功能紊乱。     

电子束辐射唐菖蒲球茎对M1叶片的影响初探

为了探讨电子束对唐菖蒲诱变育种的可行性和不同剂量的电子束对叶片的影响;用能量为3MeV的不同剂量电子束辐照唐菖蒲“超级”球茎,对其M1代的叶片进行了研究。 光合作用率,蒸腾速率,细胞间隙CO₂浓度和气孔导度等光合指标在低剂量时变化均不明显,随着剂量的增价,辐照对蒸腾速率和气孔导度起到明显的刺激作用并达到0.05的显著水平;通过对电子束处理后唐菖蒲叶片叶绿素含量的测定表明,叶绿素含量及叶绿素a/b比值均发生了变化,并且叶绿素a含量在240Gy处理后达到最大值,且达到了0.05的显著水平;扫描电镜观察发现,高剂量处理的M1代植株表皮毛与气孔结构均发生改变,叶表面组织特征明显排列杂乱不规则。由此表明,电子束辐照对唐菖蒲叶片的形态与生理均能产生明显的影响。     

AtZW10蛋白亚细胞定位的初步研究

利用不同的工具对AtZW10基因编码的蛋白进行生物信息学分析,结果表明,拟南芥AtZW10在进化上比较保守,在该蛋白的内部存在一个和着丝粒/动粒结合蛋白ZW10相似的保守区域,与果蝇DmZW10蛋白之间存在较高的相似性;AtZW10是一类亲水蛋白,没有明显的跨膜结构域,很可能定位于细胞核和细胞质中。为了进一步确定AtZW10的亚细胞定位,以野生型拟南芥cDNA为模板,通过PCR技术克隆AtZW10基因,构建与黄色荧光蛋白基因（YFP）融合的pA7-AtZW10-YFP表达载体,以及与绿色荧光蛋白基因（GFP）融合的p2300-AtZW10-GFP表达载体。将AtZW10-YFP和AtZW10-GFP分别转化野生型拟南芥叶肉细胞的原生质体和本生烟草的表皮细胞。通过对融合蛋白的分布位置进行分析表明,AtZW10很可能是一种核质定位蛋白,但主要分布在细胞核中。这一结果和生物信息学分析的结论是一致的。本文通过对AtZW10分子特性和亚细胞定位分析,可以为今后研究其功能提供基础。