硫化氢——从有毒气体到植物信号分子

硫化氢(H2S)过去长期被认为是一种有毒气体,但现在被证实也是一种新颖的信号分子.H2S作为信号分子,调控种子萌发与器官发生、植物生长与发育、器官衰老与脱落以及植物响应与适应逆境胁迫.基于H2S在植物中的最新研究进展,总结了H2S的理化性质与毒性、酶促与非酶促代谢以及其在植物生长发育及响应与适应非生物逆境胁迫中的作用,...     

气体信号分子H_2S和NO对冷胁迫下大白菜幼苗光合作用的影响

H_2S和NO两种气体信号分子都具有增强植物耐受非生物胁迫的作用,但二者的相互作用尚不清楚。文章主要研究冷胁迫下,大白菜幼苗体内H_2S和NO含量的变化对大白菜幼苗光合特性和光合相关基因表达的影响,以及两种信号分子之间的相互影响。研究结果表明,在大白菜幼苗响应冷胁迫时,H_2S含量与NO的生物合成呈正相关,而NO对H_2S生物合成的影响不显著;在冷胁迫条件下,H_2S和NO都能够通过上调光合作用相关基因的表达量而增强大白菜幼苗的光合作用,但是外源H_2S和NO共同处理时,这种增强效果没有叠加效应。     

与植物抗逆性有关的转录因子研究概况

转录因子在植物防卫反应和逆境胁迫应答过程中具有重要功能.本文综述了与植物逆境抗性相关的5个转录因子家族:WRKY类、MYB类、bZIP类、NAC类和AP2/EREBP类的研究概况.     

植物叶片H_2O_2胁迫应答蛋白质组学分析

植物叶片是感知外界H_2O_2胁迫信号的重要器官.整合分析了水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)、二穗短柄草(Brachypodium distachyon)和柑橘(Citrus aurantium)在应对不同程度H_2O_2胁迫时蛋白质表达模式的变化特征.阐明了H_2O_2胁迫应答网络体系中的信号与代谢通路(如:光合作用、糖类与能量代谢、转录调控、蛋白质合成与命运、胁迫防御、信号转导和基础代谢等)的变化及植物叶片应答H_2O_2胁迫的分子调控机制.     

H_2S介导PEG6000胁迫诱导的蚕豆气孔关闭

本文以蚕豆(Vicia faba)为材料,采用药理学方法和分光光度法,测定其气孔开度和叶片内硫化氢(hydrogen sulfide,H_2S)含量以及L-/D-半胱氨酸脱巯基酶活性(L-/D-cysteine desulfhydrase,L-/DCDes)的变化,进一步确定H_2S在聚乙二醇(PEG6000)调控气孔运动信号转导中的作用.结果显示:光下H_2S清除剂次牛磺酸(hypotaurine,HT)、H_2S合成酶抑制剂羧甲氧基胺半盐酸盐(aminooxy acetic acid,AOA)和羟胺(hydroxylamine,NH2OH)以及H_2S合成酶L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L-/D-cysteine desulfhydrase,L-/D-CDes)分解产物丙酮酸钾(potasium pyruvate,C3H3KO3)和氨水(ammonia,NH3)均显著抑制20%PEG6000胁迫诱导的蚕豆气孔关闭;20%PEG6000能显著提高叶片的H_2S含量及L-/D-CDes活性,且HT、AOA、NH2OH和C3H3KO3+NH3均能显著逆转PEG6000所引起的叶片H_2S水平和L-/DCDes活性的升高.结果表明PEG6000胁迫可通过促进叶片内L-/D-CDes活性提高,引起H_2S生成,进而诱导蚕豆气孔关闭.     

桃树PpADC基因克隆及逆境胁迫表达分析

多胺广泛参与植物生长、发育等生理生化进程和植物逆境应答反应,精氨酸脱羧酶(ADC)是植物多胺生物合成途径中的关键酶.为研究桃树ADC基因的结构和逆境胁迫转录表达情况,试验利用同源序列法克隆桃树PpADC基因,对基因序列、编码蛋白结构等进行生物信息学分析,应用qRT-PCR检测基因PpADC在不同逆境胁迫过程中的转录表达量.结果表明,桃树PpADC基因含有一个2 178 bp的开放阅读框,编码725个氨基酸,基因序列中不含有内含子结构;该基因编码蛋白与白梨精氨酸脱羧酶相似值高达90.14%,系统进化树分析表明PpADC基因与白梨、苹果和湖北海棠等蔷薇科果树ADC基因亲缘关系较近;低温、脱水、盐和乙烯处理能不同程度上调PpADC基因的转录表达水平,表明该基因在桃树应答逆境胁迫过程中发挥重要作用.     

外源水杨酸对干旱胁迫下一品红生理特性的影响

以一品红为试验材料,进行0.1mmol/L SA预处理、干旱胁迫以及复水处理,分析一品红叶片相对电导率、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、过氧化氢(H_2O_2)质量摩尔浓度、叶绿素荧光参数和水分状况等生理变化,研究水杨酸(SA)在干旱胁迫条件下对一品红盆花生理特性的影响.结果表明:在干旱胁迫期间,SA处理可延缓一品红叶片相对电导率、水分饱和亏(WSD)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的初始叶绿素荧光(F0),H_2O_2质量摩尔浓度和MDA质量摩尔浓度等的增加以及相对含水量(RWC)、最大光化学效率(Fv/Fm)的降低;复水4d后,SA处理的各指标恢复能力均强于单一干旱胁迫的处理.因此,外源SA处理可以提高一品红在干旱胁迫及复水条件下的保水能力及光合效率、减轻细胞膜脂过氧化,有效缓解干旱逆境对一品红的伤害.     

煤粉燃烧过程中H_2S生成详细机理研究

为从自由基层面揭示煤粉燃烧过程中H_2S的生成机理,构建了由34个组分和115个基元反应构成的详细反应机理模型,并采用数值模拟和实验研究相结合的方法,验证了模型的可靠性,同时进行了主要含硫组分和重要自由基的生成速率分析以及H_2S生成的敏感性分析。组分浓度分布的预测值与实验值的对比结果表明:CO_2、CO、H_2、H_2S、SO_2和COS的误差均小于5%,CS_2最大误差为25%,模型具有较高的可信度。生成速率分析显示:H_2S主要通过基元反应H_2S+H?SH+H_2、CS_2+H_2O?H_2S+COS和COS+H_2O?H_2S+CO_2生成;SO_2先被CO和H还原为SO、HOSO等,再转化为S、SH,并最终还原为H_2S;CS_2、COS也是H_2S生成的重要来源,SH是H_2S生成的关键自由基。敏感性分析说明:基元反应HOSO(+M)?H+SO_2(+M)、SO_2+CO?SO+CO_2、CS_2+H_2O?H_2S+COS和COS+H_2O?H_2S+CO_2对H_2S的浓度表现出较高的敏感性,较高的温度(1 500 K)能够促进SO_2、COS、CS_2向H_2S转化。该结果可为煤粉锅炉中高温腐蚀的预测提供理论依据。     

逆境胁迫下水稻蛋白质组学研究进展

水稻在生长发育过程中要面对各种非生物胁迫如干旱、高盐、温度、重金属和生物胁迫如病虫害等,通过观察水稻在各种胁迫条件下的蛋白质组表达情况,动态分析水稻的蛋白质组变化,对新逆境相关蛋白质进行分离与功能鉴定,这不仅能揭示参与胁迫耐受的蛋白质翻译后调控机制,而且可以增进对耐受胁迫分子机理的认识.综述了水稻应答逆境胁迫蛋白质组学研究的最新研究进展,探讨了存在的主要问题.     

根区温度胁迫对小麦抗氧化酶活性及根苗生长的影响

通过水培的方式研究了根区温度胁迫对小麦抗氧化酶活性及根系与幼苗生长影响.结果表明:(1)改变根区温度对小麦根系抗氧化酶活性有明显的影响,根区温度过高或过低对小麦根系POD和SOD活性都具有激活效应,但随胁迫时间的延长,胁迫对SOD活性转为抑制效应,SOD活性迅速下降,MDA含量明显增加.(2)高温胁迫主要是抑制小麦根系的生长,表现为根长、根重、根系活性吸收面积与总面积及根冠比均明显低于中温处理,而株高和地上重却略有上升.低温胁迫对小麦地上部的影响大于根系.(3)在根温胁迫逆境条件下,小麦根系不是被动忍受逆境胁迫,而是主动地通过调节根系活力、根系SOD及POD活性等生理代谢过程,以减缓逆境的伤害.