植物抗坏血酸过氧化物酶基因家族研究进展

抗坏血酸过氧化物酶(APX,EC1.11.1.11)是植物体内尤其是叶绿体中清除H2O2的关键酶.就抗坏血酸过氧化物酶的酶学特性、基因家族成员组成与细胞内分布、基因诱导表达特性与其在基因工程中的应用做了介绍,并讨论了其进一步的研究方向.     

互花米草和芦苇抗氧化系统在抵御硫胁迫过程中的响应差异

为研究互花米草对高硫环境的适应机制及其在入侵过程中的潜在意义,比较了互花米草和本土盐生植物芦苇在硫胁迫下抗氧化系统的响应差异.实验中两种植物均能在0～400mmol.L-1的Na2SO4处理下存活,其中互花米草过氧化氢（H2O2）水平在中高浓度处理下有所增加,期间超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活...     

盐胁迫下水杨酸对南林895杨组培苗抗氧化系统的影响

以南林895杨组培苗为材料,研究了盐胁迫下水杨酸(SA)对其耐盐及抗氧化能力的影响。结果表明:与单独盐处理(100 mmol/L NaCl)相比,盐胁迫下添加SA(0.01、0.05、0.1 mmol/L)能显著地提高南林895杨苗的含水量和总生物量;显著提高根和叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD,叶中除外)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等5种抗氧化酶活性和抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱苷肽(GSH)两种抗氧化剂的含量,其中0.01和0.05 mmol/L SA处理对保护酶提高效果显著;而0.05和0.1 mmol/L SA处理显著地降低了根和叶中O.2-和H2O2的含量,且在根中降低的程度远大于叶片中,另外SA处理也显著降低了叶片中MDA的含量。总之,水杨酸主要通过提高南林895杨根和叶中保护酶活性、增加抗氧化剂含量来清除活性氧,根和叶中对活性氧的清除存在不同的机制,抗坏血酸-谷胱甘肽循环参与了叶片中H2O2的清除,而根中H2O2的清除主要由过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶来完成。0.01～0.05 mmol/L的水杨酸可以有效缓解盐胁迫对南林895杨组培苗的伤害。     

干旱胁迫对外来杂草野茼蒿抗氧化系统的影响

野茼蒿（Crassocephalum crepidioides（Benth．）S．Moore）原产非洲,在我国主要分布于广东、海南、江西、湖南、四川、云南等地,是我国的外来人侵植物,研究其在逆境条件下的生理适应机制对于有效治理该入侵种具有十分重要的意义．采用自然干旱胁迫法,研究了干旱胁迫下野茼蒿抗氧化酶系统的变化．结果表明：随着胁迫时间的延长,野苘蒿叶片内丙二醛含量升高,复水后下降;在胁迫过程中过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）持续下降,酶结构破坏;而超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）3种酶活性先升高,后下降,在复水后,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）恢复到胁迫前水平,而GR未能恢复．研究结果表明SOD、CAT和GR协同作用,维持了体内活性氧的平衡．     

干旱胁迫对植物保护酶的影响

本文研究了在土壤干旱胁迫下植物保护酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）、谷胱甘肽还原酶（GR）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的变化。结果表明：5种保护酶对干旱胁迫的响应不同。干旱胁迫到一定程度,5种保护酶有较好的协同效应共同抵御胁迫造成的膜伤害,表现出较强的自我调节能力。     

乙烯释放剂对烟草抗氧化系统的影响

采用不同浓度乙烯利处理烟草K326品种幼苗叶片,探索外源乙烯对其叶片中酶促和非酶促活性氧(ROS)清除系统的影响.结果表明,适当浓度的乙烯利处理可提高烟草K326品种幼苗叶片内抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性.试验证实外源乙烯能够明显增强烟草K326的抗氧化能力,为进一步研究乙烯在胁迫应答以及提高植物抗逆性过程中的作用奠定了一定的基础.     

过量表达AtA PX2基因提高水稻抗逆性

拟南芥抗坏血酸过氧化物酶2 (Arabidopsis thaliana ascorbate peroxidase 2,AtAPX2)是APX基因家族成员,在拟南芥逆境胁迫应答中起着重要作用。文章通过AtAPX2基因过表达载体构建、农杆菌介导遗传转化,获得AtAPX2基因水稻过表达植株。对过量表达AtAPX2的转基因水稻阳性植株的分析结果显示,其抗过氧化氢能力提高,对高温、盐胁迫耐受能力显著增强,田间植株秕谷率也明显低于野生型。研究结果表明,拟南芥抗坏血酸过氧化物酶基因AtAPX2在水稻中的过量表达,可通过提高清除活性氧能力而用于增强水稻对多种非生物胁迫逆境的耐受能力。     

低温胁迫对高山离子芥试管苗渗透调节物质及保护酶系的影响

本研究以高山离子芥试管苗为材料,研究了渗透调节物质和保护酶系对其低温胁迫的响应机制.结果表明:渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白分别以各自不同的响应方式在冷冻胁迫下增强高山离子芥的抗寒性.保护酶系中,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)在减轻低温胁迫下高山离子芥试管苗膜脂过氧化伤害作用中协同互补作用;过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)在低温胁迫下高山离子芥试管苗清除过氧化氢机制中发挥主要作用,且CAT对低温胁迫的响应强度远高于APX,说明保护酶系在抵制低温胁迫和保护高山离子芥免受低温伤害方面具有重要的生物学功能.     

GSH参与低温胁迫下外源NO对黄瓜叶绿体活性氧清除系统的影响

为探讨还原型谷胱甘肽(GSH)参与低温(10℃/6℃)胁迫下一氧化氮(NO)对黄瓜叶绿体抗氧化酶活性、还原力水平及氧化还原状态的影响,本研究以基质培'津研四号'黄瓜幼苗为试材,四叶一心时置光周期14 h/10 h、昼夜温度25℃/20℃光照培养箱内,叶面预处理GSH合成酶抑制剂(BSO,丁硫氨酸亚砜胺)、NADPH合成酶抑制剂(6-AN,6-氨基烟酰胺),8 h后再喷施一氧化氮NO供体(SNP,亚硝基铁氰化钠),第1次喷施药剂后24 h后昼夜温度降至10℃/6℃,低温胁迫24 h后测定各项指标。结果表明:低温胁迫24 h后,与CK相比,水+SNP处理显著提高了黄瓜叶绿体谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏酸还原酶(MDHAR)活性,保持较高的还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)、还原型抗坏血酸/氧化型抗坏血酸(As A/DHA)、还原型辅酶Ⅱ/氧化型辅酶Ⅱ(NADPH/NADP+)状态,显著降低叶片丙二醛(MDA)含量、叶绿体过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子自由基(O2·-)含量;而BSO+SNP、6AN+SNP处理显著降低了SNP的作用效果。本研究结果说明GSH参与了外源NO提高黄瓜叶绿体抗氧化能力的调控。     

气体冲击处理对草莓活性氧代谢影响的多变量解析

探讨了气体冲击处理对草莓活性氧代谢的影响。单因素方差分析显示,常温下臭氧显著抑制了草莓果实腐烂指数和呼吸强度的升高,而在低温下显著抑制了腐烂指数、丙二醛的上升,氮气则抑制了常温下果实腐烂指数和丙二醛的上升,加速了过氧化氢含量的下降。主成分分析结果也表明,臭氧处理有利于草莓的保鲜。偏最小二乘回归分析得出,腐烂指数与呼吸强度、花青素、脂氧合酶活性、超氧化物歧化酶活性呈正相关,与过氧化氢酶活性、羟自由基清除能力、超氧阴离子清除能力呈负相关;过氧化氢与过氧化物酶活性、多酚氧化酶活性呈正相关。通径分析显示,呼吸强度、DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力、抗坏血酸过氧化物酶活性为草莓腐烂指数的直接作用因子,总酚、还原力、多酶氧化酶活性均对其起负间接作用;谷胱甘肽、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性为过氧化氢的直接作用因子,多酚氧化酶活性、抗坏血酸过氧化物酶活性、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子清除能力均为过氧化氢的间接作用因子。     

Vitamin C degradation in plant cells via enzymatic hydrolysis of 4-O-oxalyl-L-threonate

Increasing the L-ascorbate (vitamin C) content of crops could in principle involve promoting its biosynthesis or inhibiting its degradation. Recent progress has revealed biosynthetic pathways for ascorbate, but the degradative pathways remain unclear. The elucidation of such pathways could promote an understanding of the roles of ascorbate in plants, and especially of the intriguing positive correlation between growth rate and ascorbate oxidase (or its products). In some plants (Vitaceae), ascorbate is degraded via L-idonate to L-threarate (L-tartrate), with the latter arising from carbons 1-4 of ascorbate. In most plants, however (including Vitaceae), ascorbate degradation can occur via dehydroascorbate, yielding oxalate plus L-threonate, with the latter from carbons 3-6 of ascorbate. The metabolic steps between ascorbate and oxalate/L-threonate, and their subcellular location, were unknown. Here we show that this pathway operates extracellularly in cultured Rosa cells, proceeds via several novel intermediates including 4-O-oxalyl-L-threonate, and involves at least one new enzyme activity. The pathway can also operate non-enzymatically, potentially accounting for vitamin losses during cooking. Several steps in the pathway may generate peroxide; this may contribute to the role of ascorbate as a pro-oxidant that is potentially capable of loosening the plant cell wall and/or triggering an oxidative burst.     

植物Annexins研究进展

综述了植物膜联蛋白的结构与功能．植物膜联蛋白具有膜联蛋白家族的基本结构，但其三维结构与动物膜联蛋白有所差异．同动物膜联蛋白一样，植物膜联蛋白可能参与植物细胞的分泌作用、胞吐作用、液泡化过程及低温信号转导过程，也可能具有愈伤葡萄糖合成酶、ATPase／GTPase及过氧化物的活性．植物膜联蛋白可能与果实的成熟有关。     

计算机辅助的豆壳过氧化物酶分子序列分析

从生物信息学角度 ,利用生物大分子数据库 (GENEBANK、SWISS PROT和PDB)及软件技术 (DNASIS和PROSIS)对豆壳过氧化物酶分子进行了序列分析及结构预测 ;通过与其它植物及真菌来源的过氧化物酶的比较研究 ,分析了结构保守性与功能域的关系 ,从分子水平探讨了植物过氧化物酶超家族的活性位点局部保守序列、折叠模式及序列结构域特征 .     

漆酶的分子生物学研究及其应用

白腐菌所分泌的木质素降解酶主要有3种：木质素过氧化物酶、锰依赖过氧化物酶和漆酶．漆酶是近年来研究较多的一种含铜的多酚氧化酶，在白腐菌中普遍存在，也存在于少数低等真菌和植物中．漆酶多为酸性蛋白，含4个铜离子，形成3个活性区域；表面一些氨基酸被不同程度地糖基化．漆酶可催化的底物迭250种，铜离子结合区域在其催化氧化过程中起决定性作用．运用PCR技术cDNA文库技术，越来越多的漆酶基因被克隆，目前已克隆到的漆酶基因有大约20个．许多来源地基因都是以家族地形式存在于染色体上的．已研究的漆酶基因中都含有10个左右的内含子，这些内含子在活性域位置上有比较高的保守性．一些特珠序列存在与否决定了该酶的表达形式-诱导型或组合型．目前已有部分漆酶基因的异源表达获得成功．本文还介绍了漆酶在环境保护、造纸工业、食品工业等方面的应用．对近年来漆酶的研究进展进行了综述．     

小麦三叶期前后过氧化物酶同工酶的动态研究

利用复性电泳技术,对小麦品种三叶期前后过氧化物酯（ＰＯＤ）酶谱进行分析,结果表明,小麦三叶期前后ＰＯＤ的分子量均在３５ｋＤ以上（含３５ｋＤ）;三叶期以前叶片中的ＰＯＤ活性比三叶期以后的弱;小麦三叶期前后绿叶始终含有３００ｋＤ、５２ｋＤ、４７ｋＤ、３９ｋＤ、３７ｋＤ５条活性较强的酶带;在不同的生育阶段绿叶中ＰＯＤ的种类和活性均有显变化。     

三裂叶蟛蜞菊根系分泌物对菜心的化感作用

研究了三裂叶蟛蜞菊根系分泌物对菜心种子萌发和植株生长的影响。结果表明:1)抑制菜心种子萌发效果明显,显著降低了菜心种子的发芽势和发芽率,使菜心幼苗的根长和苗高显著缩短;2)显著降低了菜心植株的叶片叶绿素含量、净光合速率、根系活力、根系鲜质量和地上部鲜质量,株高变矮;3)显著降低了菜心叶片保护酶活性和硝酸还原酶活性,使植株自我保护机制降低,抗逆能力减弱,正常的氮素代谢受阻。     

人工脱色过氧化物酶催化降解苋菜红活性研究

以肌红蛋白(Mb)为骨架构建并纯化了三突变体蛋白F43Y/F138W/P88W Mb,双突变体蛋白F43Y/F138W Mb及单突变体蛋白 F43Y Mb,并对三个突变体蛋白的苋菜红(amaranth)脱色降解活性进行了研究。催化活性及酶动力学研究结果显示,相比于F43Y/F138W Mb和F43Y Mb,三突变体F43Y/F138W/P88W Mb的苋菜红催化效率最高,这表明色氨酸对人工脱色过氧化物酶的活性起了重要作用。该研究不仅为今后的血红素蛋白设计提供了理论依据,同时也表明人工酶在染料废水处理方面具有潜在的应用价值。     

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.     

厚朴酚抗脂质过氧化作用研究

通过测定添加厚朴酚的油脂过氧化值可以对厚朴酚的抗脂质氧化作用进行评价.分别对添加有厚朴酚的植物油进行常温自氧化和高温强制氧化,结果表明:厚朴酚对上述氧化条件下的植物油表现出抗氧化活性,在常温自氧化条件下的抗氧化作用与维生素E相当,说明其在体外环境下具有抗脂质过氧化的活性.     

油菜中过氧化物酶及相关生化指标的研究

为了研究过氧化物酶、过氧化氢、苯丙氨酸解氨酶和α-淀粉酶之间的关系以及这些酶与油菜生长的关系,对十字花科(Cruciferae)植物油菜不同器官(根、茎、花、叶)的过氧化物酶、α-淀粉酶、苯丙氨酸解氨酶的活性以及可溶性蛋白和过氧化氢含量进行测定;同时采用聚丙烯酰胺凝胶活性电泳方法,对过氧化物酶及α-淀粉酶同工酶谱进行了分析.结果表明,不仅油菜不同器官的过氧化物酶、α-淀粉酶、苯丙氨酸解氨酶的活性、可溶性蛋白和过氧化氢含量存在着差异,而且其过氧化物酶和α-淀粉酶同工酶谱条带在不同器官之间也存在着差异.