Free proline accumulation in drought-stressed plants

Summary Free-proline accumulation was measured in leaves of intact wheat (Triticum vulgare L. cv. Kalyan Sona), plantago (Plantago ovata Forsk-Isabgool), papavar (Papaver somnifera L. Opium poppy) and mustard (Brassica juncea L. var. Varuna) grown in the field with low to high field water content and thus they were subjected to water stress. Leaf water deficit in percentage was used to determine the degree of stress at the time of proline anlysis.Free proline content was higher in mustard leaves as compared to wheat, plantago and papavar leaves. Water stress enhances the proline content but at same water deficit level the content differ in the leaves of the plants studied.     

Availability of water controls Crassulacean acid metabolism in succulents of the Richtersveld (Namib desert,South Africa)

Features of Crassulacean acid metabolism (CAM) were studied in a variety of different succulents in response to climatic conditions between March 1977 and October 1983 in the southern Namib desert (Richtersveld). A screening in 1977 and 1978 revealed that nearly all investigated succulents performed a CAM, but overnight accumulation of malate declined gradually with decreasing soil water potential, tissue osmotic potential, and leaf water content. This was further substantiated by an extended period of insufficient rainfall in 1979 and 1980 which damaged the evergreen CAM succulents between 80 and 100%. In most of the species still living, neither CO₂-gas exchange nor diurnal acid fluctuation, indicative of CAM, could be detected unless an abundant rainfall restored both CAM features. Plants persisted in a stage of latent life.Water supply is one necessary prerequisite for CAM in the Richtersveld. But even well-watered plants with CAM were sensitive to short-term water stress caused by high water-vapour partialpressure deficit (VPD) in the night, which reduced or prevented CO₂ uptake and resulted in a linear relation between overnight accumulated malate and VPD. The results do not support the opinion that, for the Namib succulents, CAM is an adaptive mechanism to water stress since long-term and short-term water stress stopped nocturnal malate synthesis, but instead lead to the conclusion that nocuturnal CO₂ fixation is only performed when the water status of the plant can be improved simultaneously.Abbreviations CAM Crassulacean acid metabolism - VPD water vapour pressure deficit Dedicated to Professor H. Ziegler on the occasion of his 60th birthday     

Effect of host plant nitrogen fertilization on the biology of the two-spotted spider mite, Tetranychus urticae

Females of Tetranychus urticae Koch were reared on leaf discs of apple trees and bush beans grown at different N concentrations (0.6–75 mM NO _inf3 ^sup- ). N-deficiency increased pre-imaginal development time, preoviposition period, and decreased female weight, fecundity and oviposition rate of the mites. N, water, amino acid, and sugar content of the apple leaves were positively correlated with weight and egg production and negatively correlated with development time and pre-oviposition period. The reverse correlations were found with total phenol content of the leaves and above mite parameters. A reduction of leaf N by 50% was related with a tenfold decline in fecundity on apple leaves. The stress mainly affected the oviposition rate and to a lesser extent the oviposition period. On apple leaves the net reproductive rate (av. no. offspring per , R_o), mean length of a generation (T), and innate capacity for increase (r_m) were R_o=40.3, T=17.1, and r_m=0.22 for the standard N concentration, and 4.7, 25.0, and 0.06 for strong N-deficiency, respectively.

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Zusammenfassung Die polyphage Gemeine Spinnmilbe ist ein wirtschaftlich bedeutender Schädling. Die Rolle einzelner Nährstoffe bei der Milbenvermehrung wurde schon von einigen Autoren mit unterschiedlichen Ergebnissen untersucht. Der Stickstoff scheint aber einer der Hauptfaktoren zu sein.Ueber Gewebekulturen klonierte Apfelbäume sowie aus Samen gezogene Buschbohnen wurden in Nährlösungen mit verschiedenen N-Angeboten kultiviert. Aus solchen Pflanzen wurden Blattscheiben ausgestanzt und mit Weibchen von T. urticae besetzt. Gemessen wurden die tägliche Eiablage bis zum natürlichen Tod, die Entwicklungsdauer und das Weibchengewicht. Mit dem bei N-Mangel abnehmenden N, Aminosäuren- und Zuckergehalt (v.a. Sorbit) im Blatt korrelierend nahmen auch Gewicht, Ablagerate und Fekundität ab, bzw. die Entwicklungsdauer und Praeovipositionsperiode zu. Die umgekehrte Wirkung auf diese Milbenparameter hatte der Gesamtphenolgehalt. Eine Reduktion des N-Gehalts der Blätter auf die Hälfte (1.5% N) bewirkte auf Apfelblättern eine Abnahme von Fekundität und Ovipositionsrate um das zehnfache, bzw. eine Zunahme der Präovipositionsperiode um mehr als das dreifache. Der Stress beeinflusste v.a. die Maxima der Ablageverläufe und weniger die Lebensdauer. Der Wassergehalt war ebenfalls mit der Fekundität positiv korreliert.Auf Bohnenblättern legten die Tiere mehr Eier und erreichten ein höheres Gewicht als auf Apfel, dies bei gleichem N-Gehalt beider Pflanzen. Es wirken somit noch andere Faktoren auf die Reproduktion der Spinnmilben.Die Populationsparameter wurden ebenfalls sehr stark beeinflusst. Auf Apfelblättern ergab sich bei der Kontrolle eine Nettoreproduktionsrate R_o von 40.3 und bei starker N-Defizienz 4.7. Die mittlere Generationsdauer T sowie die spezifische natürliche Wachstumsrate r_m betrugen für die Kontrolle 17.1 Tage, bzw. 0.22 und für starken N-Mangel 25.0 Tage, bzw. 0.06.Die Ergebnisse zeigen, dass sich bereits kleinere Unterschiede im Stickstoffgehalt und damit zusammenhängend im Zucker- und Phenolgehalt stark auf die Populationsdynamik der Gemeinen Spinnmilbe auswirken können.

     

低温对不同耐寒力的黄瓜幼苗子叶的各细胞器中NAD~+-苹果酸脱氢酶的影响

NAD~+-MDH在黄瓜子叶中的定位是细胞溶质中占总活性的55～59％,线粒体为38～35％,叶绿体为7％。其同工酶谱亦为细胞溶质中带数最多,全青为5条,粤早3号为4条,线粒体和叶绿体均为1条,品种间无明显差异。黄瓜幼苗随低温胁迫的加剧,伤害逐步加重,子叶电解质渗出率明显增加,NAD~+-MDH活性亦不断下降,其中叶绿体的NAD~+-MDH对低温最敏感,1±1℃处理就能反映品种间耐寒力的差异。叶绿体和线粒体的NAD~+-MDH同工酶对低温的反应与活性变化一致,谱带数没有差异,只是活性降低。细胞溶质部分酶带较多,各条酶带对低温的反应不同。     

ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用

为避免内质网中未折叠蛋白质的过度累积,真核细胞能激活一系列信号通路来维持内质网稳态,这个过程称为内质网应激。在骨生长发育中,适宜的内质网应激有助于成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的生长,可以促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化。而过度的内质网应激会抑制成骨分化,严重的甚至导致骨质疏松、成骨不全等相关骨病的发生。内质网应激时可激活未折叠蛋白质反应,其主要是通过PERK/eIF2α/ATF4信号通路,上调转录激活因子4(ATF4)的表达。ATF4位于许多成骨分化调节因子的下游,是促进成骨分化的关键因子,在内质网应激对成骨分化的调节中发挥重要作用。在成骨分化过程中,适宜的内质网应激能通过激活PERK信号通路,诱导ATF4表达增加,进而上调骨钙素、骨涎蛋白等成骨所必需基因的表达,促进成骨分化。过度的内质网应激会激活ATF4/CHOP促凋亡途径,并导致Bax、胱天蛋白酶等凋亡信号分子的大量产生,进而导致细胞凋亡,抑制成骨分化。由于ATF4在ERS和成骨分化中的重要作用,ATF4在骨质疏松、成骨不全等骨相关疾病的治疗中具有重要意义。本文通过综述ATF4在内质网应激调控成骨分化中的作用机制,为相关骨性疾病治疗提供理论依据。     

苯胺嘧啶衍生物X-9通过下调整合素β1表达抑制肝细胞癌迁移侵袭

整合素在许多肿瘤细胞中高表达,并且参与肿瘤细胞的侵袭转移。在肝细胞癌中,整合素β1被报导高表达,并促进肿瘤细胞的侵袭。目前,对于整合素的表达调控癌细胞机制以及干预其表达进而抑制肿瘤细胞转移的研究较少。本研究探讨利用小分子化合物抑制整合素表达来抑制肿瘤细胞迁移和侵袭的可能。首先,对临床肝癌细胞患者癌组织和癌旁组织中的整合素β1的表达进行检测,发现其在癌组织中的表达显著高于癌旁组织（P<0.05）。对TCGA肿瘤数据库的生物信息学分析结果同样显示,整合素β1的高表达与肝癌的分期（P=0.019）和预后（P=0.013）相关。通过筛选发现,苯胺嘧啶衍生物X09可以抑制肝癌细胞中整合素β1的mRNA和蛋白质的表达（P<0.01）。细胞划痕愈合实验和细胞穿孔实验结果显示,苯胺嘧啶衍生物X-9能够抑制肝癌细胞的迁移和侵袭（P<0.01）。进一步的研究证实,在肝癌细胞中外源表达整合素β1可以逆转X-9对肝癌细胞迁移和侵袭的抑制;而在敲低整合素β1的细胞中,X-9对细胞的迁移和侵袭的抑制被消除。因此,鉴定出苯胺嘧啶衍生物X-9可以通过下调整合素β1表达,进而抑制肝癌细胞的迁移和侵袭。     

水分胁迫下露花光合型的转变

CAM植物按其对环境的反应可分为两种类型:即专一CAM植物和兼性CAM植物。前者不易受外界环境的变化而改变其CAM性质;后者的光合型可随季节和水分胁迫等而发生变化,也可因人工诱导作用而使其由C_3型转变为CAM型。     

Patterns of protein synthesis during the germination of pea axes,and the effects of an interrupting desiccation period

As germination of axes of Pisum sativum L. seeds progressed, profound quantitative and qualitative changes occurred in the patterns of protein synthesis. This was shown by fluorography of gels following two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis separation of [³⁵S]methioninelabelled proteins. The effects of desiccation during germination on these in-vivo protein-synthesis patterns were followed. Desiccation differentially affected the synthesis of proteins. Usually, however, upon rehydration following desiccation the types of proteins being synthesized were recognizable as those synthesized earlier during imbibition of control, once-imbibed axes: seeds imbibed for 8 h, and then dried, did not recommence synthesis of proteins typical of 8-h-imbibed control seeds, but rather of 4-h-imbibed control seeds. Seeds imbibed for 12 h, and then dried and rehydrated, synthesized proteins typical of 4-h-and 8-h-control seeds. Thus drying of germinating pea axes caused the proteinsynthesizing mechanism to revert to producing proteins typical of earlier stages of imbibition. Drying during germination never caused the seed to revert to the metabolic status of the initial mature dry state, however.Abbreviation DR dried and rehydrated