过量表达拟南芥AtGCS可以提高E.coli的重金属耐受性及富集能力(英文)北大核心CSCD

谷胱甘肽(GSH)是一类在生物体内广泛存在,并且是十分重要的重金属毒害保护剂之一。本研究将编码拟南芥γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因AtGCS(GSH合成的关键酶之一)转化到大肠杆菌(BL21)中,通过IPTG诱导过量表达TrxA-AtGCS融合蛋白来分析AtGCS在提高大肠杆菌重金属耐受性方面的作用。过量表达TrxA的大肠杆菌被用作对照。研究结果表明,在1 mmol.L-1Cd2+、Zn2+或Cu2+重金属胁迫下,过量表达TrxA-AtGCS的大肠杆菌细胞的生长状态要明显优于表达TrxA的对照细胞。同时,过量表达TrxA-AtGCS的大肠杆菌表现出超出对照细胞5倍以上的Cd2+、Zn2+和Cu2+累积量和4倍以上的GSH含量,其中,高于对照10倍的Cd2+富集量尤为明显。因而可以得出结论,拟南芥AtGCS的大量表达大大提升了大肠杆菌的谷胱甘肽含量,从而使GSH可以直接或间接地富集更多的重金属离子,进而提高了大肠杆菌对重金属逆境的抗性。     

外源γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响

以甜瓜品种‘西域一号’幼苗为材料,采用营养液水培方法,设置正常通气(对照)、正常通气+GABA(5mmol.L-1)、低氧胁迫、低氧胁迫+GABA(5mmol.L-1)4个处理,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)对正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响。结果表明:与正常通气处理相比,低氧胁迫处理导致甜瓜幼苗体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量显著增加,同时SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和抗氧化物质AsA、GSH含量显著提高。低氧胁迫下外源GABA能显著提高甜瓜幼苗叶片SOD、CAT、APX、GR等酶活性和AsA、GSH含量,降低了植株体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量;而正常通气条件下添加外源GABA处理对甜瓜幼苗活性氧代谢的影响较小,仅CAT、GR活性和AsA、GSH含量显著提高,而H2O2、MDA含量显著降低。结果证明,添加外源GABA可以通过显著提高低氧胁迫下抗氧化酶活性和抗氧化物质含量来降低甜瓜幼苗活性氧积累,维持其细胞膜结构稳定性,从而有效减轻低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害。     

重金属对油菜种子萌发和胚根生长的影响

分析了Hg2 、Cd2 、Ni2 、Co2 、Zn2 5种重金属离子对油菜种子萌发和胚根伸长的影响,以及金属离子K 、Mg2 和Ca2 与重金属的交互作用。结果表明:(1)重金属对油菜种子萌发的抑制作用依次为Hg2 >Cd2 和Co2 >Ni2 >Zn2 ,而对胚根生长的毒害作用依次为Hg2 >Cd2 >Co2 >Ni2 >Zn2 。(2)萌发率为40%以上时,K 和Ca2 可以提高Ni2 、Zn2 和Co2 胁迫下油菜种子的萌发率,却进一步降低了Hg2 、Cd2 胁迫下种子的萌发;Mg2 可以提高Ni2 、Zn2 、Cd2 和Co2 胁迫下种子的萌发率,但对Hg2 毒害却没有缓解。(3)胚根伸长率达到60%以上时,K 和Mg2 增强了Ni2 、Hg2 、Cd2 和Co2 对胚根生长的抑制,而Ca2 则缓解了Zn2 、Ni2 和Co2 对胚根生长的抑制作用。研究结果对于重金属复合污染土壤中植物种子的萌发和定植具有理论和实践意义。     

外源24-表油菜素内酯对高温胁迫下茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响

本文研究了高温胁迫下外源24-表油菜素内酯（EBR）对茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响。结果表明,外源EBR处理显著促进了高温胁迫下茄子幼苗生长,提高了SOD、POD、CAT和APXS活性,AsA和GSH含量及可溶性蛋白和脯氨酸含量,降低了MDA、O2^-及H2O含量。表明,外源EBR处理通过促进高温胁迫下茄子幼苗抗氧化酶活性、抗氧化剂含量及渗透调节物质的提高,降低ROS水平,缓解高温胁迫对茄子幼苗生长的抑制作用,增强植株抗高温胁迫的能力。     

Cd胁迫对紫花苜蓿种子发芽及幼苗生理生化特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.‘Gannong 3’)品种为试验材料,研究不同浓度Cd胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果显示:(1)Cd胁迫显著抑制紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长,种子发芽势、发芽率及幼苗的胚芽长、胚根长和干重均随着Cd处理浓度提高显著降低,且对发芽势的抑制作用大于发芽率,对胚根生长的抑制作用大于胚芽。(2)Cd胁迫第4d时,萌发种子中蛋白水解酶的活性受到显著抑制,可溶性蛋白和可溶性糖含量显著降低。(3)Cd胁迫第10d时,随着Cd胁迫浓度的增加,苜蓿幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)活性均先升高后降低,过氧化氢酶(CAT)活性持续下降,超氧阴离子自由基产生速率、H2O2含量和丙二醛(MDA)含量均显著增加。研究表明,低浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统清除活性氧的能力上升,高浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统活性下降,膜脂过氧化程度加剧,活性氧的过量积累是Cd伤害苜蓿幼苗和其生物量下降的主要原因。     

外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生理指标的影响

以‘郑麦-004’小麦幼苗为供试材料,采用Hoagland营养液培养方法,通过添加H2O2的清除剂过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸(ASA),研究0.05μmol/L外源H2O2处理对150mmol/L NaCl胁迫下小麦幼苗生长和抗氧化系统活性的影响,探讨低浓度外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗伤害的防护作用及其生理机制。结果显示:外源H2O2能缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,降低丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2.-)的产生速率,使小麦幼苗的株高、根长和干重均显著增加,并能提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、CAT、抗坏血酸氧化酶(APX)等保护酶活性和抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)的含量;而H2O2清除剂(CAT和AsA)能够逆转外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生长的促进作用。研究表明,低浓度外源H2O2处理能促进小麦幼苗中的酶类和非酶类抗氧化剂的产生,减少脂质过氧化物的含量,提高小麦幼苗的耐盐性。     

燕麦幼苗对盐胁迫的响应及过氧化氢对响应的调节

为了探讨‘定莜6号’燕麦对盐胁迫的生理生化响应及H2O2的调节作用,采用水培方法,研究外源H2O2对盐胁迫下燕麦活性氧代谢、渗透溶质积累和Na+、K+平衡的影响。结果表明:小于100 mmol·L-1Na Cl未对‘定莜6号’幼苗的生长造成明显影响,150 mmol·L-1及以上浓度Na Cl使幼苗干重和叶片K+/Na+显著降低,O2-·产生速率、H2O2、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)、质膜H+-ATP酶活性明显提高,但抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量变化不大;外施5μmol·L-1H2O2可显著缓解150 mmol·L-1Na Cl胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,使燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和CAT活性及H2O2、GSH含量明显提高,O2-·产生速率和MDA含量显著降低;5μmol·L-1H2O2还提高了150 mmol·L-1Na Cl胁迫下燕麦叶片可溶性蛋白质、可溶性糖、有机酸和脯氨酸含量及质膜H+-ATP酶活性和K+/Na+,降低了游离氨基酸含量;表明外源H2O2可调控燕麦幼苗活性氧代谢和渗透溶质积累,维持K+、Na+平衡,从而增强耐盐性。     

一氧化氮(NO)对镉胁迫下小麦幼苗氧化损伤的影响

为探讨一氧化氮(NO)对重金属镉胁迫后小麦幼苗氧化损伤的影响。采用营养液水培法,以"晋麦8号"为材料,一氧化氮供体硝普钠(SNP),NO清除剂牛血红蛋白(Hb)及SNP类似物亚铁氰化钠(SF)分别处理小麦幼苗,研究NO在镉(Cd)胁迫下对小麦幼苗抗氧化系统的影响。结果显示,SNP处理可以缓解镉胁迫对幼苗生长抑制,显著增加可溶性蛋白、叶绿素和GSH含量,减少丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)的含量,并降低超氧阴离子(O2·-)产生速率、可溶性糖和脯氨酸的积累。而NO清除剂牛血红蛋白(Hb)处理使镉胁迫对小麦幼苗的毒害增强,SNP类似物亚铁氰化钠(SF)处理则没有缓解效应;进一步实验发现,SNP降低了镉胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化相关酶的活性,减轻了镉胁迫的氧化损伤。NO可以通过调节抗氧化酶系统来缓解Cd对植物的毒害。     

镉胁迫下绿豆和箭舌豌豆幼苗的抗氧化反应

采用溶液培养法对Cd2 胁迫下绿豆和箭舌豌豆幼苗叶组织内的抗氧化酶活性、活性氧和丙二醛(MDA)含量以及细胞电解质泄漏率的变化进行了研究。结果显示,随着Cd2 胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,2种作物叶组织内的MDA含量和细胞电解质泄漏率明显增加;在胁迫期间,二者的过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2.-)的含量以及过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高并在不同的时间达到高峰后再下降的趋势。与箭舌豌豆相比,Cd2 胁迫下的绿豆幼苗叶组织的MDA含量、电解质泄漏率及H2O2和O2.-的积累量较高,CAT、SOD和APX的活性较低。研究表明,Cd2 胁迫下箭舌豌豆的抗氧化能力高于绿豆的抗氧化能力。     

外源NO对2+胁迫下小桐子幼苗抗氧化能力的影响

为探讨外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对铜(Cu2+)胁迫的缓解效应,该试验以小桐子幼苗为材料,先通过小桐子幼苗根茎生长指标的变化筛选出后续实验适宜的SNP(0.2mmol/L)和Cu2+浓度(90mmol/L),再进一步考察SNP预处理对Cu2+胁迫下幼苗脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量及抗氧化酶活性的影响。结果显示:(1)Cu2+处理能诱导小桐子幼苗叶片中Pro和MDA含量显著升高,且过氧化氢酶(CAT)、超氧物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)及抗坏血酸专一性过氧化物酶(APX)的活性增强。(2)用SNP预处理能显著提高Cu2+胁迫下幼苗叶片Pro的含量,进一步增强叶片中CAT、SOD、POD和APX活性,降低MDA的含量。研究表明,0.2mmol/L的SNP能够通过提高小桐子幼苗的抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量来增强其抗氧化胁迫能力,从而显著缓解Cu2+胁迫对幼苗造成的氧化伤害,维持其正常生长发育。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.