外源水杨酸调节小麦对二氧化氮胁迫应答的初步研究

二氧化氮是一种主要的空气污染物,通过气孔进入植物叶片后快速转化为硝酸盐和亚硝酸盐,引发作物减产或品质下降。研究了外施水杨酸对小麦幼苗应答二氧化氮胁迫的调节作用,目的是减轻NO_2对植物的伤害。供试水杨酸浓度为0.5mM·L~(-1),NO_2浓度为20μl·L~(-1)。NO_2的暴露方法为:将10天龄的小麦幼苗置入密闭的玻璃熏气箱中,NO_2气体由钢瓶输出,于玻璃瓶中与炭滤空气混合,通入熏气箱中。采用动式熏气,NO_2浓度由烟气分析仪在线监测。每天熏气3h,连续4d。对照植株只通入炭滤空气。结果表明,该浓度NO_2造成植物急性伤害,如生长速率显著降低、叶片变黄、叶尖死亡;电解质渗透率与丙二醛含量则显著升高。外施水杨酸有效减缓了NO_2暴露引发的上述伤害症状。其作用机理至少与水杨酸处理提高叶片的可溶性糖、游离脯氨酸以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性有关。     

高温胁迫对拟南芥水杨酸改变的突变体抗氧化能力的影响

以拟南芥野生型(Columbia)及其内源水杨酸高积累突变体snc1、水杨酸缺失的转基因植株nahG和水杨酸信号转导缺失突变体npr1-1为材料,在实验室控制条件下模拟高温胁迫,比较了抗氧化酶活性以及氧化胁迫症状的变化,以期揭示内源水杨酸水平或信号转导在植物对高温胁迫应答中可能的作用机制。将4周龄的拟南芥植株随机分为对照组和高温胁迫组,前者置于常温(即22℃/18℃,光照/黑暗),后者于高温(38℃恒温)培养箱中培养。分别在高温暴露24 h和48 h后,收集供试植株叶片进行分析。结果表明,高温处理24 h增强了野生型植株的过氧化物歧化酶(SOD)活性,而npr1-1的SOD活性不受影响,snc1和nahG的SOD则明显降低;高温处理48 h降低了所有供试植株的SOD活性,其中snc1和nahG的降幅最大。高温处理24 h或48 h不影响野生型的过氧化物酶(POD)活性,而不同程度地增强了三种突变体的POD活性,尤其以snc1的最明显。过氧化氢酶(CAT)活性则都受到高温的抑制,其中snc1受抑制程度最大。与抗氧化酶活性受抑制相一致的是高温处理提高了所有供试植株细胞膜的脂质过氧化水平和电解质渗透率,其中snc1和nahG植株受影响最大。高温诱导的叶绿素含量降低也表现出相似的趋势。这些数据表明,在38℃高温下暴露24 h以上,内源水杨酸高积累或缺失的拟南芥抗氧化能力比野生型植株受抑制程度更大,因此,氧化伤害症状也更为明显。     

镉胁迫对Fibrillins突变体的生理影响

以拟南芥Columbia(Col.)生态型和Fibrillins突变体(fib8和fib1a)为研究对象,对镉胁迫条件下植株的萌发、根长生长以及植物体内H2O2和MDA含量及CAT活性的变化进行了测定.本研究发现,30μmol/L Cd2+浓度胁迫条件下,Col、fib8和fib1a的萌发未受到抑制,但根长生长都受到了抑制,fib8和fib1a的抑制程度比Col更为明显,表明突变体比野生型对镉胁迫更敏感.进一步测定镉胁迫前后Col、fib8和fib1a体内的H2O2和MDA含量及CAT活性的变化,结果显示Col、fib8和fib1a体内的H2O2含量增加量分别为处理前的1倍、10倍、8倍,Col、fib8和fib1a体内的MDA含量增加量分别为处理之前的2倍、14倍、12倍,Col、fib8和fib1a体内的CAT活性下降程度相似约为20%.由实验结果推测Fibrillins可能通过影响植物体内H2O2和MDA含量的变化参与植物响应重金属镉胁迫.     

磁化水对玉米耐受重金属镉的影响

本工作在实验室条件下研究磁化水对玉米耐受重金属镉的影响.测定了几种抗氧化酶的活性,与对照组相比,磁化水处理的植株叶片超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性提高,丙二醛含量减少.因此提出,在重金属镉的胁迫下,磁化水可通过提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,消除镉引发的氧化胁迫,保护了细胞膜的完整性(具体体现为植株体内丙二醛含量较低),从而增强植株对重金属镉的耐受性,使植株免受或减缓伤害.对我国受Cd污染地区玉米的种植具有一定的指导意义.     

外源H_2S对冷胁迫引起的白菜幼苗氧化损伤的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和胁迫响应的重要信号分子。研究了H2S对冷胁迫下白菜(Brassica rapapekinensis)幼苗生长状态和氧化胁迫的影响。结果显示:随着冷胁迫时间延长白菜幼苗生长趋势逐渐减弱,并且幼苗体内H2S主要生成酶(LCD、DCD和DES)编码基因表达上调,H2S产率提高。生理浓度H2S(硫氢化钠为供体)预处理后进行冷胁迫的白菜幼苗与单独低温处理组相比:H2O2含量、MDA含量和蛋白质羰基化(PCO)水平显著降低,即H2S预处理后白菜幼苗受到的氧化胁迫减弱,但在冷胁迫3d后抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性并未因为H2S的预处理而提高。这表明H2S预处理可以缓解冷胁迫引起的氧化损伤,减少胁迫对白菜幼苗造成的损害,促进冷胁迫下白菜幼苗的生长,而这种损伤的减少可能并不是通过激活抗氧化酶活性来起作用。     

乙烯和水杨酸信号转导在拟南芥对聚乙二醇胁迫应答中的相互作用

前期研究显示,乙烯缺失或信号转导阻断促进植物对干旱胁迫的耐受性。发现拟南芥乙烯信号转导阻断突变体对聚乙二醇模拟的干旱胁迫耐受性与水杨酸信号转导相关。在6%及以上浓度的聚乙二醇胁迫下,拟南芥乙烯不敏感突变体ein2-1植株表现出较野生型植株更强的耐受性,但乙烯和水杨酸信号转导阻断双突变体ein2-1/npr1-1植株表现出较野生型植株更加敏感的特性。在聚乙二醇胁迫下,与野生型植株相比,ein2-1植株的相对含水量、光合作用相关参数、脯氨酸含量以及抗氧化酶活性更高,而过氧化氢含量和脂质过氧化水平更低。然而,上述参数在ein2-1/npr1-1植株中的表现较野生型植株更差。这些数据表明,乙烯不敏感突变介导的聚乙二醇耐受性需要水杨酸信号转导递体NPR1的生物学作用。     

非生物胁迫处理对植物离体组织培养再生效果影响研究进展

植物离体组织培养再生性能受多种因素影响。早期关于提高植物组织培养和植株再生效率的策略往往侧重于基因型筛选、培养基改良和植物生长调节剂搭配等方面,忽略了环境胁迫条件对植物离体培养再生效果的影响。据此,综述了不同胁迫诱导对植物离体组织培养再生的影响,主要包括氧化、渗透、水分、伤害和温度等胁迫。氧化胁迫对植物细胞的再生过程具有双重作用,即氧化胁迫引发植物体内相关抗氧化胁迫酶类合成,从而促进再生,但是发生氧化胁迫的细胞因其细胞膜通透性发生改变,易导致细胞死亡;短期渗透胁迫对植物胚性愈伤组织再生能力具有明显的促进作用;伤害通过影响相关基因表达而对体细胞胚胎产生积极作用;温度对植物体细胞胚胎发生的影响具有发育阶段的特异性以及处理强度的依赖性,适度的温度处理可诱导出较多的胚性愈伤组织。因此,对用于组织培养的外植体进行适当的逆境胁迫前处理,有助于植物组织培养过程胚性愈伤组织的产生,并最终促进植物离体组织培养再生性能的提升。     

蝉花提取物通过促进氧化胁迫应答抑制H2O2诱导的HeLa细胞衰老

本实验探究蝉花提取物(CCE)通过促进HeLa细胞的氧化胁迫应答抑制H2O2诱导的细胞衰老.在实验中,使用不同浓度的CCE处理HeLa细胞48h或72h,检测细胞的存活率.然后使用H2O2在HeLa细胞中诱导氧化胁迫,检测CCE处理组和对照组细胞的β 半乳糖苷酶活性和ROS水平的变化.HeLa细胞经CCE处理72h之后,提取RNA,通过实时荧光定量实验检测CAT、SOD1、SOD2、GPX1等抗氧化基因的表达量.结果表明：CCE抑制HeLa细胞的增殖,且呈剂量依赖效应,较低浓度的CCE（≦0.100mg/mL）对细胞生长无明显抑制作用.0.100mg/mL的CCE处理HeLa细胞72h后能够显著地促进CAT和SOD1 等基因的转录,从而降低H2O2产生的过量ROS,抑制细胞衰老.     

水杨酸对干旱胁迫下豇豆幼苗抗氧化酶活性的影响

研究了外源水杨酸(Salicylic acid,SA)对干旱胁迫下豇豆(Vigna sinensis L.) 幼苗叶片抗氧化酶类活性的影响.在干旱胁迫下,经SA和H2O预处理的豇豆幼苗,随胁迫时间的延长,叶片中各种抗氧化酶活性和相对含水量都逐渐下降,但经SA预处理的叶片含水量高于同期水处理叶片含水量,过氧化物酶(POD)、超氧化歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性都明显高于同期对照的叶片酶活性.对三种抗氧化酶非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱分析可知,在SA预处理和干旱胁迫下,除了CAT没有同工酶条带数目的变化外,SOD和POD都出现了谱带数目的改变.以上结果表明,SA使豇豆幼苗抗氧化酶活性有较大提高,增强了植株对干旱胁迫的抵抗能力.     

外源GSH对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及AsA-GSH循环的影响

采用营养液栽培法,研究叶片喷施还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)和谷胱甘肽合成抑制剂(BSO)对NaCl胁迫下番茄幼苗植株生长、叶片丙二醛(MDA)和H2O2含量、抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中抗氧化酶活性及氧化还原水平的影响。结果表明:外源喷施GSH通过显著提高NaCl胁迫下番茄幼苗还原力水平和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DAHR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,有效提高了活性氧清除能力,显著缓解了NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制。外源喷施GSSG虽然降低了GSH/GSSG比值,但由于通过上调了AsA/DHA比值和SOD、AsA-GSH循环关键酶活性,一定程度缓解了NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用。喷施BSO显著降低了NaCl胁迫下番茄幼苗叶片的还原力水平和SOD、GR、APX和MDHAR的活性,导致H2O2清除能力降低,从而进一步抑制了NaCl胁迫下番茄幼苗的生长。     

Synergistic defensive mechanism of phytochelatins and antioxidative enzymes in <Emphasis Type="Italic">Brassica chinensis</Emphasis> L. against Cd stress

Brassica chinensis L. was chosen and exposed to different concentrations of Cd exposure to evaluate its Cd-accumulating capacity and its potential cellular defensive mechanisms. Cd accumulation in the shoots and roots of B. chinensis was up to 1348.3±461.8 and 3761.0±795.0 mg per killogram of dry weight, respectively, under 200 μmol/L of Cd exposure. Increasing Cd accumulation in the plant was accompanied by rapid accumulation of phytochelatins （PCs）, and the sequestration of Cd by PCs provided a primary cellular mechanism for Cd detoxification and tolerance of B. chinensis. Furthermore, malondialdehyde formation, hydrogen peroxide content and antioxidative enzyme activities such as superoxide dismutase, catalase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase were observed in the shoots of Cd-stressed B. chinensis. Increasing enzyme activities in response to concentrations of 5 to 50 μmol/L Cd showed an efficient defense against oxidative stress, suggesting that the antioxidative system was a secondary defensive mechanism. These resulted in reduced free Cd damage and enhanced Cd accumulation and tolerance. Glutathione plays a pivotal role in these two detoxification pathways. In general, these results suggested that PCs and the antioxidative system are synergistic in combatting Cd-induced oxidative stress and that they play important roles in Cd detoxification of B. chinensis, and also give a deep understanding of the natural defensive mechanisms in plants under heavy metal stress.     

水杨酸对温度胁迫下紫御谷幼苗生长及光合特性的影响

以紫御谷为材料,研究了水杨酸对温度胁迫(高温和低温)下紫御谷幼苗生长及光合特性的影响,结果表明:①高温和低温胁迫显著降低了紫御谷幼苗的根冠比、根系活力、总根长和平均根直径,使根系生长受到抑制,而水杨酸处理则提高了其根冠比、根鲜物质量、茎鲜物质量和根系活力;②高温胁迫显著降低了紫御谷叶片的叶绿素a、总叶绿素质量分数和净光合速率,而水杨酸处理显著提高了紫御谷叶片的净光合速率.低温胁迫使紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于常温对照,而水杨酸处理后,叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均有所升高.③高温胁迫下,紫御谷幼苗的初始荧光(Fo)、光化学量子效率(Fv/Fm)和光下PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)与常温对照相比差异不显著,而低温胁迫下的Fv/F和ΦPSⅡ则显著低于常温对照,喷施水杨酸后Fv/Fm和ΦPSⅡ均低于低温处理组,且Fv/Fm差异显著,由此推断低温胁迫可能使PSⅡ反应中心受到不可逆的损害.     

通过反常研究Reissner-Nordstrφm -de Sitter黑洞的霍金辐射

用Robinson and Wilczek提出的反常取消法,研究了Reissner-Nordstrφm-de Sitter黑洞事件视界和宇宙视界处的霍金辐射.结果表明在事件视界和宇宙视界处的规范和能动张量补偿流都精确的等于具有霍金温度的1+1维的黑体辐射流.     

三维超分子体系[Cd(C_6H_4O_2N)_2(H_2O)_4]的合成与晶体结构

合成并测定了一种新的三维超分子体系——[Cd(C6H4O2N)2(H2O)4]的晶体结构.该晶体属于三斜晶系,Pī空间群,a=6.4461(13),b=6.9332(14),c=9.4411(19)魡,α=94.75(3)°,β=104.70(3)°,γ=112.08(3)°,V=370.63(13)魡3,μ=1.518mm-1,Z=1,M=428.67,Dc=1.921g/cm3,F(000)=214,λ(MOKα)=0.71073魡,最终偏离因子R1=0.0405,ωR2=0.1236.该超分子体系的基本结构单元[Cd(C6H4O2N)2(H2O)4]中,Cd处于八面体的中心;各个结构单元之间通过氢键相互连接,形成无限伸展、层状结构的三维超分子体系.     

主成分光度法同时测定水质中铅和镉

本文研究了双硫踪在ｐＨ为９．０的氢氧化钠－硼酸钠介质中与铅和镉显色反应的条件,利用甘油、草酸钾、硫脲、双氧水排除干扰,采用主成分回归同时测定了水质样品中铅和镉的含量,其回收率分别为９６．７－１０９．４％和９８．６－１０６．３％。     

拟南芥对镉胁迫的生理响应

研究拟南芥对不同Cd2+浓度处理（0、20、40、60和80 μM）的生理响应，以探讨Cd2+对植物的毒性效应及植物的耐性机理.结果发现，各浓度Cd2+导致拟南芥过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性显著降低（P<0.05）、植物根部细胞DNA出现明显的损伤，拟南芥生物量及根长也显著降低（P<0.05），表明Cd2+对拟南芥体内的生物大分子产生了严重的胁迫效应.叶片光合色素含量随Cd2+浓度的升高而逐渐下降，在60和80 μM时处理效应达到显著水平（P<0.05），表明高Cd2+抑制植物的光合作用.拟南芥体内丙二醛及可溶性蛋白含量随Cd2+浓度的增加明显上升，在60 μM时处理效应显著（P<0.05），表明Cd2+胁迫导致其膜脂过氧化效应.在全部Cd2+处理下，拟南芥体内谷胱甘肽和植物螯合肽的含量均显著上升（P<0.01）；类黄酮、花色素苷等酚类物质也随Cd2+浓度的增加而上升，并在高Cd2+浓度（60和80 μM）下处理效应达到显著水平（P<0.05），表明拟南芥通过积累具有活性氧抗性的次级代谢产物提高其对Cd2+的耐受性.本研究的结果能够为深入研究Cd2+对植物毒害的分子机制以及植物对Cd2+耐性的分子机制提供实验依据.     

含氮配体构筑的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)配合物的合成与结构研究

采用溶液合成方法,合成出2种新颖的铅和镉配合物[Pb(bipy) (NO3)(H2O)]·NO3(1)和[Cd(phen)2 (NO3)2](2)(phen=1,10-邻菲啰啉,bipy=2,2′-联吡啶).对它们进行了元素分析、红外光谱表征,并通过X射线单晶衍射测定了配合物的单晶结构.X射线单晶结构解析表明:配合物1属单斜晶系,P2(1)/n空间群,中心金属Pb(Ⅱ)为4配位;配合物2也属单斜晶系,Cc空间群,中心金属Cd(Ⅱ)为6配位;配合物1通过分子间氢键形成2D层状结构,而配合物2通过分子间氢键连接形成3D超分子结构.     

干旱对干热河谷优势木本植物虾子花光能分配的影响

在中国西南干热河谷,广泛分布着河谷型萨王纳植被,然而对这类植被植物在干旱条件下的光保护研究非常缺乏.为了探讨干旱对干热河谷植物光合系统的影响,选取了中国最典型的元江干热河谷内典型的优势木本植物虾子花［Woodfordia fruticosa (L.) Kurz］作为研究对象,测定了雨季和干季虾子花的叶片水势、光合参数,光系统Ⅰ（PSⅠ）和光系统Ⅰ（PSⅡ）的光能分配特征.结果表明,随着虾子花叶片凌晨水势的显著下降,叶片的光合能力显著下降;虾子花PSⅠ比PSⅡ对干旱胁迫更加敏感,干旱条件下PSⅡ虽能保持较高的活性,但PSⅡ实际光量子效率［Y(Ⅱ)］和光化学淬灭调控热耗散比例［Y(NPQ)］都显著下降;干旱条件下PSⅠ受到了严重的光抑制,虾子花主要通过增强供体端热耗散效率［Y(ND)］来促进过剩光能的耗散;干旱胁迫条件下,虾子花PSⅠ和PSⅡ电子传递速率ETR(Ⅰ)和ETR(Ⅱ)都有所下降,最大的电子传递速率ETRmax(Ⅰ)和ETRmax(Ⅱ)分别下降了25.1%和30.0%.      

Schiff碱Cd(Ⅱ)配合物的合成及体外抗肿瘤活性

合成了2-吡啶甲醛缩苯二胺双Schiff碱Cd(Ⅱ)配合物,通过元素分析和IR对其结构进行了表征.采用MTT法评价配合物体外抗肿瘤细胞增殖活性,通过光谱法和粘度测定法研究生理pH条件下,配合物与DNA的相互作用.结果表明,配合物对人白血病细胞(K-562)、人肝癌细胞(SMMC-7721)、人乳腺癌细胞(MCF-7)均有较强的体外抗肿瘤细胞增殖活性,配合物以部分插入方式与DNA结合.     

1种Cd（Ⅱ）配聚物的合成、晶体结构及光物理性能研究

采用水热合成法,以Cd（Ⅱ）离子为配位中心,均四苯甲酸为配体,合成了1种具有2D无限结构的Cd（Ⅱ）配位聚合物[Cd（btec）0.5（H2O）3]n（H4btec=均四苯甲酸）,并得到了它的单晶体.通过X-射线单晶衍射,确定了该配聚物的晶体结构.单晶结构分析表明,该配聚物属于三斜晶系,P-1空间群.在晶体中,中心金属Cd（Ⅱ）离子为6配位,被桥联配体均四苯甲酸根以2种配位模式连接起来,使其在ac面上形成2D层状结构,而层与层之间则是通过O-H…O型氢键被进一步连成3D氢键网络结构.在室温下,测定了配聚物固态粉末的IR（红外）,UV-Vis（紫外-可见）,荧光激发和发射光谱,并对各光谱进行了分析指认.以λEx=330nm的光激发,该配聚物在375～500nm处可发射较强的蓝色光,光物理研究表明,该发射带是源于配体的LLCT（Ligand-to-Ligand chargeTransfer,配体到配体的电荷转移）发光.