重金属镉和铅胁迫对海洋微藻的毒性效应研究

设置不同浓度的重金属Cd2+(0、0.2、0.4、0.6、0.8和1 mg•L-1)和Pb2+(0、0.1、0.2、0. 4、0.8和1.6 mg•L-1)胁迫处理, 检测米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)的生长生理情况, 分析重金属胁迫对海洋微藻生长的毒性效应, 探讨超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等对重金属胁迫的缓解作用。研究结果发现, 重金属Cd2+和Pb2+对米氏凯伦藻具有较强的毒性, 随着重金属浓度的提高, 细胞生长受到毒害作用增强; 而米氏凯伦藻对重金属Cd2+和Pb2+胁迫具有一定的适应性。重金属Cd2+和Pb2+胁迫导致米氏凯伦藻细胞的叶绿素a、叶绿素b含量下降(1.6 mg•L-1 Pb2+胁迫除外), 类胡萝卜素含量提高, 最大光能转化效率(Fv/Fm)下降, 表明重金属胁迫抑制藻的光合作用, 影响藻的生长繁殖。丙二醛(MDA)随着重金属Cd2+和Pb2+浓度提高而升高, 说明重金属引起藻细胞膜透性增加, 藻细胞遭受破坏。SOD活性整体呈现先升高后下降(或与对照持平)的趋势, 提示海洋微藻的抗氧化酶系统在低浓度重金属胁迫下产生应激性反应, 酶活性增强; 而CAT活性上升, 也对藻细胞起到保护作用, 推测两者共同反应, 以缓解藻体遭受的重金属毒害作用。结果可为了解重金属胁迫对海洋微藻的毒性效应提供参考。     

植物叶片和采后果蔬的过氧化氢酶活性

为了认识不同植物种类和采后果蔬过氧化氢酶(CAT)的生理特性,测定了40种植物叶片和30种采后果蔬的CAT活性和过氧化氢(H₂O₂)含量,分别从不同光合碳代谢类型和不同植物器官的角度进行了分析比较。结果表明,C3植物叶片的CAT活性大于C4和CAM植物,C4植物叶片的CAT活性大于CAM植物,叶片的CAT活性反映了不同光合碳代谢类型所具有的生理生态特性。叶菜类的CAT活性最大,其次是花菜类,结球叶菜类和果实类的CAT活性大于鳞茎菜类、地下茎菜类和地下根菜类,采后果蔬的CAT活性一般与植物器官的生理生态特性相关。     

叶黄素对人RPE细胞氧化应激损伤的保护作用

目的：外源性给予过氧化氢（H2O2）诱导构建人视网膜色素上皮细胞（Retinal pigment epithelial,RPE）细胞氧化损伤模型,探究H2O2的最佳建模浓度,并探讨叶黄素对H2O2诱导人RPE细胞氧化损伤的保护作用。方法：本研究以人RPE细胞为实验对象。不同浓度H2O2（0、50、100、200、400、600μmol/L）处理RPE细胞1 h后,观察细胞形态的改变,并测定细胞生存率和细胞内ROS浓度进而确定H2O2的最佳建模浓度。不同剂量叶黄素（1、2.5、5、7.5、10μg/mL）预处理RPE细胞24h,随后给予100μmol/L H2O2作用1h,测定各组细胞生存率和细胞内活性氧（ROS）浓度,从而评价叶黄素对RPE细胞氧化损伤的作用。结果：H2O2作用后,随H2O2浓度的增加,RPE细胞生存率逐步下降;细胞内ROS浓度随H2O2的浓度增加而显著升高。与损伤对照组相比,各叶黄素处理组RPE细胞生存率显著升高,同时细胞内ROS浓度显著下降。结论：H2O2可导致RPE细胞出现氧化应激损伤,细胞ROS含量显著增加。叶黄素干预后可显著减缓H2O2诱导的氧化应激反应,提示其可通过提高RPE细胞的生存率、抑制细胞内ROS浓度,保护RPE细胞免受氧化损伤,从而对年龄相关性黄斑变性等眼部退行性疾病起到预防和减缓作用。     

Ca2+参与H2O2促进盐碱混合胁迫下燕麦种子的萌发和成苗

盐碱胁迫是制约作物高产优质的重要因素,Ca²⁺和H₂O₂作为信号分子参与作物逆境响应调节。为了解Ca²⁺是否参与H₂O₂对盐碱胁迫下植物种子萌发和成苗的调控,以燕麦（Avena nude）为试验材料,采用隶属函数分析方法,研究了胞外游离Ca²⁺螯合剂EGTA、质膜Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃和液泡膜Ca²⁺释放抑制剂钌红（RR）与H₂O₂共处理对盐碱混合（NaCl：Na₂SO₄：NaHCO₃：Na₂CO₃=12：8：9：1）胁迫下种子萌发和成苗的影响。结果表明,25~200 mmol·L^-1盐碱混合胁迫显著抑制燕麦的种子萌发和成苗,抑制程度随浓度提高而增强;0.001~2 mmol·L^-1 H₂O₂能够促进燕麦种子的萌发和成苗,且0.5 mmol·L^-1 H₂O₂可以显著缓解75 mmol·L^-1盐碱混合胁迫对燕麦种子萌发和成苗的抑制作用;而EGTA、LaCl₃和RR均能消减H₂O₂对盐碱混合胁迫下燕麦种子萌发和成苗的促进作用。表明Ca²⁺参与H₂O₂促进盐碱混合胁迫下燕麦种子萌发和成苗的信号转导过程。     

H2O2介导的H2S产生参与干旱诱导的拟南芥气孔关闭

以野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)及其突变体(atrbohD、atrbohF、atrbohD/F、atl-cdes、atd-cdes)和过表达株系(OEL-CDes、OED-CDes)为材料, 利用药理学实验, 结合分光光度法和激光共聚焦显微技术, 探讨硫化氢(hydrogen sulfide, H₂S)在干旱诱导的拟南芥气孔关闭中的作用及其与过氧化氢(hydrogen peroxide, H₂O₂)的关系。结果表明, H₂S清除剂次牛磺酸(hypotaurine, HT)及合成抑制剂氨氧基乙酸(aminooxy acetic acid, AOA)、羟胺(hydroxylamine, NH₂OH)和丙酮酸钾(potasium pyruvate, C₃H₃KO₃)+氨水(ammonia, NH₃)均可不同程度抑制干旱诱导的气孔关闭; 干旱对OEL-CDes和OED-CDes植株气孔关闭的诱导作用明显, 而atl-cdes和atd-cdes叶片气孔对干旱胁迫反应的敏感性下降; 干旱胁迫能明显增加拟南芥保卫细胞中H₂O₂水平及叶片中H₂S含量, 提高D-/L-半胱氨酸脱巯基酶活性及基因表达量, 而对突变体atrbohD、atrbohF和atrbohD/F没有显著影响。清除H₂O₂可减弱干旱胁迫对H₂S含量和D-/L-半胱氨酸脱巯基酶活性的诱导效应。研究 结果表明H₂S位于H₂O₂下游参与干旱诱导拟南芥气孔关闭的信号转导过程。     

杨桃提取物体外清除氧自由基作用

从杨桃果中提取得到三种提取物为匀浆提取物、蛋白提取物和多糖提取物。采用化学发光法测定这三种提取物清除氧自由基的活性,实验结果:匀浆提取物清除羟自由基(·OH)和H2O2的活性大小相近,而清除超氧阴离子自由基(O2–·)的活性较小,其IC50约为前两者的4倍。蛋白提取物清除O2–·和·OH的活性大小相近,而清除H2O2的活性明显小于前两者,IC50约为前两者的9倍。多糖提取物清除.OH的活性明显大于清除O2–·和H2O2的活性,其IC50约为O2–·的1/22,约为H2O2的1/65。结果表明,杨桃果具有清除O2–·、·OH和H2O2的作用,不同提取物对这些活性氧自由基的清除能力有所不同。     

间歇性低压低氧对过氧化氢心肌细胞损伤的保护作用

目的:观察慢性间歇性低压低氧对过氧化氢所致心肌细胞损伤的保护作用及其机制。方法:雄性豚鼠20只,随机分为两组(n=10):对照组(non-IHH)、低氧组(IHH)。低氧组豚鼠于低压氧舱接受28 d(海拔5 000 m、每天6 h)的低压低氧处理。胶原酶方法急性分离心肌细胞。细胞动缘探测系统测定过氧化氢对各组细胞收缩力的变化。生化方法测定各组丙二醛(MDA)、乳酸脱氢酶(LDH)及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的变化。结果:①过氧化氢可使心肌细胞出现收缩、舒张紊乱,但IHH处理使其出现的潜伏期明显延长。②给予过氧化氢(300μmol/L,10 min)使来自于non-IHH或IHH的心肌细胞LDH、MDA含量均明显增加,但IHH心肌细胞LDH、MDA含量明显低于non-IHH心肌细胞的LDH、MDA含量。③经IHH处理组的心肌细胞SOD,CAT活性均明显高于non-IHH组。给予过氧化氢使来自于non-IHH或IHH的心肌细胞SOD,CAT活性均明显降低,但IHH心肌细胞SOD,CAT活性明显高于non-IHH心肌细胞的SOD,CAT活性。结论:IHH具有对抗过氧化氢心肌细胞损伤的作用,可能与其增强抗氧化酶活性有关。     

H2S位于H2O2下游参与乙烯诱导拟南芥气孔关闭过程

H2O2和H2S是植物体内重要的信号分子,二者均参与乙烯诱导的拟南芥气孔关闭过程。以拟南芥野生型及其突变体为材料研究了H2O2和H2S在乙烯诱导拟南芥气孔关闭过程中的相互关系。结果表明,乙烯能够诱导野生型拟南芥叶片H2S含量及L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L-/D-CDes)活性显著增加,促进气孔关闭,但对H2O2合成突变体AtrbohD、AtrbohF、Atpao2和Atpao4植株叶片无显著作用;乙烯亦可引起H2S合成突变体Atl-cdes和Atd-cdes气孔保卫细胞H2O2水平的显著增加,但对其气孔运动没有显著作用。此外,H2O2清除剂和合成抑制剂均能抑制乙烯诱导的拟南芥叶片H2S含量和L-/D-CDes活性的增加及气孔开度的减小;而H2S清除剂和合成抑制剂虽能抑制乙烯诱导的气孔关闭,却不能改变乙烯对拟南芥叶片气孔保卫细胞H2O2的作用效应。由此表明H2S位于H2O2下游介导乙烯诱导拟南芥气孔关闭过程。     

选择性σ因子SigF影响耻垢分枝杆菌的抗氧化能力

[目的]σ因子是细菌RNA聚合酶全酶的重要组分,包括必须σ因子和选择性σ因子.SigF作为重要的选择性σ因子影响结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)的致病性和毒力等重要的功能.与之对应的在非致病性、快速生长的分枝杆菌耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)中,sigF的调控可能与其适应一定的生理环境相关.[方法]通过基因敲除、遗传互补和抗药性分析,系统的研究了耻垢分枝杆菌SigF的应答调控.[结果]sigF敲除菌株与野生菌相比,对过氧化氢特别敏感,并且这种敏感性能够通过反式互补野生型的基因得到回复 ;由于细菌体内的抗氧化能力与耐药性有较高的相关性,进一步分析sigF敲除菌株的抗药性和抗氧化相关基因的表达情况,显示SigF影响细菌清除过氧化氢的能力,但是并不影响包括异烟肼等药物的敏感性及与异烟肼敏感性相关基因的表达.[结论]SigF调控的活性氧胁迫应答途径与异烟肼活化的氧化胁迫应答途径不同.另外,实验显示SigF参与了耻垢分枝杆菌的色素的合成,提示SigF参与的是光氧化胁迫应答途径,与药物引起的氧化胁迫应答途径是不同的通路.     

一氧化氮在脱落酸诱导的玉米叶片亚细胞抗氧化防护中的作用

研究了ABA诱导NO产生的来源以及NO在ABA诱导的玉米叶片H2O2累积和亚细胞水平抗氧化中的作用。ABA诱导玉米叶片NO的产生以及NOS活性增加,NOS抑制剂抑制这种增加。NO清除剂和NR抑制剂预处理也抑制了ABA诱导的NO产生,但是并不影响ABA诱导的NOS活性,结果提示了ABA诱导的NO的产生来源于NOS和NR2条途径。NO清除剂、NOS抑制剂和NR抑制剂预处理抑制了ABA和H2O2诱导的抗氧化防护酶基因SOD4、cAPX、GR1的表达和叶绿体及细胞溶质抗氧化酶活性的增加,表明NO参与ABA和H2O2诱导的玉米亚细胞抗氧化防护系统。另一方面,以NO供体SNP预处理减少了ABA诱导的H2O2的累积,而c—PTIO逆转了SNP减少ABA诱导的H2O2累积的作用。SNP处理诱导了亚细胞抗氧化酶活性的增加,用c—PTIO预处理抑制了这种增加。实验结果表明ABA诱导H2O2和INO产生,NO上调了玉米亚细胞抗氧化防护酶活性,进而防止玉米叶片中H2O2的过量累积。因此在玉米ABA诱导的信号转导中有一个NO和H2O2负反馈环。