,山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室/农业部黄淮海地区园艺作物生物学与种质创新重点实验室,山东泰安 271018Physiological Mechanism of S-adenosylmethionine on Alleviating Chlorothalonil Residue in Tomato
GU ChaoHeng, YAN YanYan, WEI XiYa, SHI QingHua, GONG Biao,College of Horticultural Science and Engineering, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology / Ministry of Agriculture Key Laboratory of Horticultural Crop Biology and Germplasm Creation in Huang-Huai Region, Tai’an 271018, Shandong通讯作者:
责任编辑: 赵伶俐
收稿日期:2018-11-18接受日期:2019-01-14网络出版日期:2019-03-16
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Received:2018-11-18Accepted:2019-01-14Online:2019-03-16
作者简介 About authors
顾超珩,E-mail： 909443491@qq.com。
摘要
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Abstract
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顾超珩, 闫燕燕, 魏夕雅, 史庆华, 巩彪. 硫代腺苷甲硫氨酸促进番茄百菌清降解的生理机制[J]. 中国农业科学, 2019, 52(6): 1058-1065 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.06.009
GU ChaoHeng, YAN YanYan, WEI XiYa, SHI QingHua, GONG Biao.
0 引言
【研究意义】樱桃番茄（Lycopersicon esculentum var. cerasiforme）是一类具有较高营养价值和独特风味的鲜食番茄。其产业经济效益高,栽培面积大,在我国发展迅速,甚至已经成为一些地区的农业支撑产业。但设施栽培条件下,樱桃番茄易受各种病原菌侵染,引起叶霉病、灰霉病、早疫病、晚疫病和炭疽病等病害。作为生产中广泛使用的广谱性杀菌剂,百菌清（2,4,5,6-tetrachloroisophthalonitrile,chlorothalonil,CHT）常被应用于上述病害的化学防控,其用药安全期为25 d[1]。但樱桃番茄生产多连续采摘,一旦用药,将会导致后续产品农残超标,影响经济效益和人类健康。因此,研究番茄快速代谢农药的技术及机制,对鲜食番茄安全生产具有重要意义。【前人研究进展】对于植物而言,农药是一类异源有毒物质,施用过多会对植物造成毒害,引起生理、生化代谢异常,导致植株生长、发育受阻,产量、品质下降[2]。而植物在长期进化中形成了一套独特的解毒系统,能够转化、分解对其生长和发育不利的异源化学物质;其解毒过程分为4个阶段,也称为4项代谢[3]：包括（I）细胞色素P450s和过氧化物酶体的氧化作用;（II）谷胱甘肽S-转移酶（GST）催化的谷胱甘肽共价结合反应;（III）ABC转运蛋白介导的有毒物质区域化隔离;（IV）水解酶参与的降解反应。4项代谢中,前两项代谢负责将有毒的大分子集团破坏,形成毒性低、移动性差的水溶性代谢产物;后两项代谢负责将低毒小分子物质区域化并进一步水解[4]。由此可见,催化氧化反应和谷胱甘肽螯合反应是植物进行农药代谢的关键步骤。前人研究表明,外源添加油菜素内酯[2]、一氧化氮[5]、胡敏酸[6]等均可促进植物农药代谢。笔者研究发现,硫代腺苷甲硫氨酸合成酶（S-adenosylmethionine synthetase,SAMS）是控制硫代腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine,SAM）合成的关键酶,可对多种非生物胁迫产生响应[7];且对盐碱胁迫下番茄的活性氧（ROS）和谷胱甘肽代谢具有显著的调控作用[8,9]。此外,SAM自1975年开始在欧洲作为抗忧郁和关节炎的处方药投入使用;1999年,SAM首度以膳食补充剂的身份在美国推广和发售[10]。【本研究切入点】推测SAM可能参与调控包含农药在内的异源有毒物质降解,但至今该研究领域尚属空白。【拟解决的关键问题】拟通过研究外源SAM对植物谷胱甘肽解毒途径的影响,阐明SAM对番茄CHT代谢的作用效果及机理,探讨一种可用于鲜食樱桃番茄农药降解的简便方法,为蔬菜安全、绿色生产提供理论依据和技术支撑。1 材料与方法
试验于2018年3—10月在山东农业大学作物生物学国家重点实验室进行。1.1 试验设计
供试番茄品种为樱桃番茄‘千禧’。采用常规育苗和栽培技术管理,待果实绿熟期时向果实表面按推荐剂量喷施CHT（75%可湿性粉剂,先正达生物科技有限公司）。2 d后,采用小型喷雾器将清水（Control）、0.1、0.5、1和2 μmol·L-1的SAM溶液均匀喷施于用药番茄的表面,以刚能完全打湿果实表面作为处理标准,于农药处理后2、5、10和15 d取番茄果实,测定CHT含量,以确定SAM的合理用量。ROS与谷胱甘肽代谢分析采用上述试验材料与培养方法,设置对照（Control）、单独施用CHT处理（CHT）和施用CHT并喷施0.5 μmol·L-1的SAM处理（CHT+ SAM）共计3个处理,于农药处理后2、5、10和15 d后取番茄果实,对ROS及谷胱甘肽代谢相关指标进行测定。1.2 测定方法
1.2.1 百菌清含量 取番茄果实样品10 g,利用高速分散器磨碎,以80 mL 80℃的石油醚与40 g无水硫酸钠浸提过夜,滤液经真空抽滤后,采用旋转蒸发仪蒸发,以正己烷溶解,定容至5 mL,提取液经固相萃取柱净化吸附,收集洗脱液用于色谱分析。气相色谱检测条件为：GC-ECD（Agilent Santa Clara, CA, USA）;色谱柱：30 m×0.32 mm,0.25 μm;载气：氮气;流速：3.3 mL·min-1;进样口温度：250℃;检测器温度：300℃;柱温：以25℃·min-1的速度由80℃升至260℃,最终保持3.8 min[5]。1.2.2 ROS和丙二醛（MDA）含量 采用磺胺比色法测定超氧阴离子（$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$）含量[11];四氯化钛还原法测定过氧化氢（H2O2）含量[12];硫代巴比妥酸法测定MDA含量[13]。
1.2.3 谷胱甘肽代谢酶活性 谷胱甘肽S-转移酶（GST）活性的测定参照李顺欣等[14]的方法;谷胱甘肽还原酶（GR）活性的测定参照FOYER和HALLIWELL[15]的方法;脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性的测定参照NAKANO和ASADA[16]的方法。
1.2.4 谷胱甘肽含量 采用GONG等[17]的方法测定还原型谷胱甘肽（GSH）含量和总谷胱甘肽（GSH+GSSG）含量,计算氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量和谷胱甘肽还原氧化比（GSH/GSSG）。
1.3 数据处理
试验处理及指标测定均执行3次生物学重复,数据采用Microsoft Excel 2007和SAS8.0统计软件进行分析,采用最小差异差数法（LSD）进行差异显著性分析（P<0.05）。2 结果
2.1 SAM对CHT的降解效果
图1表明,果实表面喷施CHT后会产生CHT积累,且随着时间的延长,CHT可被番茄果实自行降解,处理后15 d下降至喷药2 d时的30.71%（P<0.05）。与对照相比,外源喷施0.1 μmol·L-1的SAM在2—10 d内虽能降低番茄果实CHT含量,但差异不显著（P<0.05）;至15 d时,0.1 μmol·L-1 SAM处理组的CHT含量才显著低于对照（P<0.05）。与对照相比,外源喷施0.5、1和2 μmol·L-1的SAM均可在5 d时显著降低番茄果实CHT含量,其降低效果持续至15 d;但0.5、1和2 μmol·L-1 SAM处理组之间的CHT含量差异不显著（P<0.05）。因此,0.5 μmol·L-1的SAM可作为番茄CHT降解的有效处理组用于后续试验,其CHT残留量在处理后5、10和15 d较同时期对照组分别下降了33.72%、52.87 %和63.75 %。图1
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图1不同浓度SAM对番茄果实CHT含量的影响
不同字母表示处理间差异显著（P<0.05）。下同
Fig. 1Effects of different concentrations of SAM on CHT contents of tomato fruits
Different letters meant significant difference among treatments at 0.05 level. The same as below
2.2 SAM对ROS代谢的影响
鉴于ROS在参与植物降解农药的氧化过程中发挥重要作用,本研究先就SAM和CHT对ROS含量的影响进行分析（图2）。结果表明,番茄果实的$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$-含量于喷施CHT 2 d时显著高于对照,其余处理时段与对照差异不显著（P<0.05）;H2O2含量于喷施CHT 2 d和5 d时显著高于对照,其余处理时段与对照差异不显著（P<0.05）;而MDA含量在喷施CHT的各处理时段下均与对照差异不显著（P<0.05）。说明喷施CHT可在短期内引起番茄的氧化应激反应,但这种氧化应激并不足以造成细胞损伤。而CHT+SAM处理下第5天的$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H2O2含量显著高于CHT处理;CHT+SAM处理下第10天的$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H2O2含量略高于CHT处理,但显著高于对照（P<0.05）。不同时期各处理组间的MDA含量差异不显著（P<0.05）。说明CHT+SAM处理在没有造成氧化伤害的情况下,较CHT处理更强烈且更持久的引起细胞内氧化应激反应。图2
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图2CHT和CHT+SAM对番茄果实O2?-、H2O2和MDA含量的影响
Fig. 2Effects of CHT and CHT+SAM on contents of$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$, H2O2 and MDA of tomato fruits
2.3 SAM对谷胱甘肽代谢的影响
谷胱甘肽循环是植物应对胁迫和解毒的关键代谢途径,主要涉及GSH和GSSG之间的转换与利用,而GR和DHAR则是控制GSSG再生成GSH的关键酶。与对照相比,CHT处理可在各时期内增强GR与DHAR的活性;CHT处理下的GR和DHAR活性与对照间的差距均呈现先增后减的趋势,于处理后5 d达到最大（图3）。说明CHT处理可激活GR和DHAR,提高谷胱甘肽循环效率。CHT+SAM处理下第5天和第10天的GR和DHAR活性显著高于CHT处理,而第15天的GR和DHAR活性显著低于CHT处理（P<0.05）;但各时期内CHT+SAM处理下的GR和DHAR活性均显著高于对照（P<0.05）（图3）。说明CHT+SAM处理较CHT处理能更有效的在农药降解早期激活GR和DHAR活性。图3
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Fig. 3Effects of CHT and CHT+SAM on activities of GR and DHAR of tomato fruits
图4显示,GSH含量在CHT处理2—10 d时显著高于对照,至15 d时与对照差异不显著（P<0.05）;而CHT+SAM处理5—15 d时的GSH含量显著高于对照及CHT处理（P<0.05）。GSSG含量在CHT处理2—10 d时显著高于对照,至15 d时与对照差异不显著（P<0.05）;但CHT+SAM处理2—5 d时的GSSG含量与CHT处理差异不显著,至处理10—15 d时显著低于CHT处理（P<0.05）。GSH+GSSG在CHT处理2—10 d时显著高于对照,至15 d时与对照差异不显著（P<0.05）;而CHT+SAM处理5 d时的GSH+GSSG显著高于CHT处理,其余处理时段与CHT处理差异不显著（P<0.05）。GSH/GSSG在CHT处理2—5 d时显著高于对照,至10—15 d时显著低于对照（P<0.05）;但CHT+SAM处理5—15 d时的GSH/GSSG均显著高于对照及CHT处理（P<0.05）。说明CHT处理能促进谷胱甘肽的从头合成,提高GSH的还原效率,而SAM主要从提高GSH还原效率层面调控谷胱甘肽代谢以适应番茄的农药降解需求。
图4
新窗口打开|下载原图ZIP|生成PPT图4CHT和CHT+SAM对番茄果实GSH、GSSG、GSH+GSSG和GSH/GSSG的影响
Fig. 4Effects of CHT and CHT+SAM on contents of GSH, GSSG, GSH+GSSG and GSH/GSSG of tomato fruits
2.4 SAM对农药降解关键酶GST活性的影响
GST是生物体针对各类有毒物质进行解毒的关键酶。图5显示,GST活性在CHT处理2—10 d时显著高于对照（P<0.05）,至15 d时略高于对照,其在处理后第5天达到峰值。说明GST是CHT代谢响应的关键酶之一。而CHT+SAM处理5—10 d时的GST活性显著高于CHT处理（P<0.05）,但CHT+SAM处理15 d时的GST活性显著低于CHT处理（P<0.05）,略低于对照。说明CHT+SAM处理较CHT处理能更有效的在农药降解早期激活GST活性。图5
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Fig. 5Effects of CHT and CHT+SAM on GST activity of tomato fruits
3 讨论
SAM是蛋氨酸循环的中间产物,其在动物、植物和微生物中的代谢通路相对保守。除了参与蛋氨酸循环外,SAM还参与了转甲基、转氨丙基、转硫等多种生理作用,从而影响谷胱甘肽、烟酰胺、多胺和乙烯等多类信号物质的代谢反应[18]。笔者前期研究发现,SAMS1可受多种逆境诱导,促进SAM合成,以帮助植物应对受胁迫造成的伤害[7-8,19]。本研究表明,外源添加0.5 μmol·L-1的SAM即可显著激活番茄的谷胱甘肽解毒系统,促进农药降解。说明SAM并非作为能量代谢物质,而是通过担当信号分子调控番茄的农药解毒过程。植物进行农药代谢的第一步反应是借助细胞内的氧化力对农药分子中不稳定的化学键进行氧化修饰,其主要涉及细胞色素P450s。作为植物最大的基因家族,目前已有5 100多个细胞色素P450s基因被注释[20]。ZHOU等 [2]借助转录组测序技术在番茄中鉴定到2个受CHT诱导的细胞色素基因P450（基因ID：AI776109和BF112381）,但更为深入的遗传验证工作尚未开展。由于细胞色素P450s基因家族过于庞大,科学家至今未能确定植物农药代谢过程中的关键细胞色素基因P450s。但细胞色素P450介导的氧化修饰过程需要细胞内有足够的氧化性物质来提供氧化力,故本研究分析了CHT与CHT+SAM对$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H2O2的含量的影响。发现外源添加0.5 μmol·L-1的SAM可在没有造成细胞氧化伤害的情况下引起细胞内氧化应激反应（图2）。SAM是生物体内多胺和乙烯的共同合成前体[18]。笔者前期研究发现,超表达SAMS1[8]或外源添加SAM[9]均可诱导番茄内源多胺和乙烯含量的增加。多胺的积累会激活多胺氧化酶活性,促进多胺降解,释放出反应副产物—H2O2[9];另外,乙烯信号代谢通路往往也涉及ROS爆发[21],这可能是本研究中外源SAM能进一步诱导ROS的主要原因。综上所述,在对照处理下,番茄细胞的ROS产生和消除处于平衡态;CHT造成的轻度胁迫可引起ROS产量增加,激活植物的系统性防御反应[22],协同细胞色素P450促进CHT的氧化降解;外源添加SAM可能从多胺和乙烯代谢通路上协同增强ROS信号介导的防御反应,进一步促进CHT的氧化降解。但无论是CHT处理还是CHT+SAM处理,其细胞内的ROS积累均未超越抗氧化系统的清除能力,故本研究中MDA含量在不同处理间并未产生显著差异。但随着处理时间的延长,$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$、H2O2和MDA含量均呈现上升趋势,这可能是由于番茄在成熟过程中呼吸速率增加,造成的ROS积累和细胞膜系统降解所致。
SAM经过转甲基、水解和转硫作用生成半胱氨酸（Cys）,Cys在γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的催化下经γ-谷氨酰半胱氨酸生成GSH[18]。这可能是本研究中CHT+SAM处理的GSH含量和谷胱甘肽总量均高于CHT处理的原因之一。另外,在番茄[8,9]和苜蓿[23]中超表达SAMS1均能通过激活GR和DHAR活性,促进GSSG向GSH转换,增加谷胱甘肽还原氧化比。这与本研究中外源SAM对谷胱甘肽代谢的影响相吻合。在植物中,GSH一方面能够减少由于环境和代谢产物胁迫而引发的ROS积累,消除ROS对植物机体的伤害作用;另一方面,GSH又能够在GST的催化作用下与异源有毒物质结合,促进有害物质的区域化降解[24,25]。本研究中GSH含量与$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H2O2含量的变化趋势相一致,说明SAM通过诱导ROS积累,激活了GSH的从头合成和再生,增加了谷胱甘肽还原氧化比,使得更多的GSH可以用于GST介导的农药代谢过程。此外,大量研究表明,多胺[26,27,28]和乙烯[29,30]信号对谷胱甘肽代谢也存在显著的激活作用,这可能是外源SAM促进谷胱甘肽代谢的间接调控途径。
4 结论
硫代腺苷甲硫氨酸作为一种对人类和环境无害的天然生物代谢物质,可通过激活活性氧和谷胱甘肽代谢途径,促进番茄对百菌清的降解。基于ROS和谷胱甘肽在植物解毒途径中功能的保守性,推测硫代腺苷甲硫氨酸可延伸应用于其他作物中的农药代谢降解,但其相关研究仍需后续试验验证。研究结果为硫代腺苷甲硫氨酸在蔬菜绿色生产和农药化控降解技术应用的研究领域奠定了一定的理论基础。参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
DOI:10.7606/j.issn.1004-1389.2016.10.013URL [本文引用: 1]
试验设喷施百菌清推荐剂量（2 400g/hm2,T1）、加倍剂量（4 800g/hm2,T2）、喷清水（对照）3个处理。探讨蔬菜上百菌清残留量的安全性,开展番茄中百菌清残留的消解规律试验。结果表明,百菌清在番茄上的自然消解速度随施药剂量的增大而减慢。喷药后24h内消解最快,T1处理和T2处理施药后1d的消解率分别为60.22%和27.58%,7d的消解率达91.72%和46.67%,其半衰期分别为4.3d和18.0d。按推荐剂量施药1d后采摘,番茄中百菌清残留量为0.370mg/kg,符合国家相关标准的规定;从人体健康风险角度分析,如果按规范施药,百菌清在番茄上施用安全,产品食用无健康风险。
DOI:10.7606/j.issn.1004-1389.2016.10.013URL [本文引用: 1]
试验设喷施百菌清推荐剂量（2 400g/hm2,T1）、加倍剂量（4 800g/hm2,T2）、喷清水（对照）3个处理。探讨蔬菜上百菌清残留量的安全性,开展番茄中百菌清残留的消解规律试验。结果表明,百菌清在番茄上的自然消解速度随施药剂量的增大而减慢。喷药后24h内消解最快,T1处理和T2处理施药后1d的消解率分别为60.22%和27.58%,7d的消解率达91.72%和46.67%,其半衰期分别为4.3d和18.0d。按推荐剂量施药1d后采摘,番茄中百菌清残留量为0.370mg/kg,符合国家相关标准的规定;从人体健康风险角度分析,如果按规范施药,百菌清在番茄上施用安全,产品食用无健康风险。
DOI:10.1038/srep09018URLPMID:25761674 [本文引用: 3]
H2O2 and mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades play important functions in plant stress responses, but their roles in acclimation response remain unclear. This study examined the functions of H2O2 and MPK1/2 in acclimation-induced cross-tolerance in tomato plants. Mild cold, paraquat, and drought as acclimation stimuli enhanced tolerance to more severe subsequent chilling,... [Show full abstract]
DOI:10.2174/138920009790274595URL [本文引用: 1]
DOI:10.1007/s11101-006-9011-7URL [本文引用: 1]
In the last two decades it has become apparent that enzymes of the P450 monooxygenase (P450) superfamily are responsible for the Phase I metabolism of numerous herbicides representing several classes of organic compounds. The majority of experimental evidence for P450 involvement in herbicide metabolism has been derived from in vitro studies in which the catalytic activity of plant microsomes towards herbicidal substrates was measured in the presence of various P450 inhibitors and activators. While the studies with microsomes elicited much appreciation for the pivotal roles of plant P450s in herbicide metabolism, detailed characterization of these enzymes only became possible after the isolation of genes encoding specific isoforms responsible for herbicide conversion. Several lines of evidence suggest that the development of herbicide resistance in weeds by enhanced detoxification is frequently associated with elevated levels of P450 activity. Enhanced detoxification-based herbicide resistance is particularly difficult to control, because it can involve resistance to multiple, chemically unrelated classes of herbicides. Continued research efforts are aimed at elucidating the role of P450s in the metabolic fates of herbicides in plants and the development of herbicide resistance in weeds. Recent advances made in the isolation and genetic manipulation of P450 enzymes have created new opportunities for their application in engineering herbicide tolerance and bioremediation.
DOI:10.1016/j.jhazmat.2016.04.070URLPMID:27236431 [本文引用: 2]
Nitric oxide (NO) and mitogen-activated protein kinase (MPK) play important roles in brassinosteroid (BR)-induced stress tolerance, however, their functions in BR-induced pesticides metabolism remain unclear. Here, we showed that MPK activity and transcripts ofSlMPK1andSlMPK2were induced by chlorothalonil (CHT), a widely used fungicide, in tomato leaves. However, cosilencing ofSlMPK1/2compromised the 24-epibrassinolide (EBR)-induced upregulation of detoxification genes and CHT metabolism in tomato leaves. In addition, cosilencing ofSlMPK1/2inhibited the accumulation ofS-nitrosothiol (SNO), the reservoir of nitric oxide (NO) in plants, whereas tungstate, the inhibitor of nitrate reductase (NR), blocked EBR-induced SNO accumulation and MPK activity. Inhibiting the accumulation of NO by cPTIO, the specific scavenger and tungstate abolished the EBR-induced upregulation of detoxification genes, glutathione accumulation and CHT metabolism. The results showed that MPK and NR-dependent NO were involved in BR-induced CHT metabolism. Notably, there was a positive crosstalk between the MPK and NO production.
DOI:10.11766/trxb200409300225URL [本文引用: 1]
尽管我国从1983年就开始禁用有机氯农药，但环境中仍有大量残留存在。土壤中污染物的残留 是吸附、降解和迁移等各种理化作用和生物作用的综合结果，其中降解是制约其残留量的关键过程。大量研究表明，影响土壤中农药降解的主要环境因素包括土壤有 机质、土壤温度、土壤pH和土壤含水量等，因为这些因素显著影响着土壤微生物的数量和活性。微生物代谢所需的营养物质有一部分来自农药和土壤有机质，土壤 中微生物对其降解起着重要作用。胡敏酸（HA）是土壤有机质的主要组分，因此以HA代表土壤有机质对农药降解的影响是合理的，也有很多关于HA对农药在土 壤中吸附等环境行为影响的研究报道。
DOI:10.11766/trxb200409300225URL [本文引用: 1]
尽管我国从1983年就开始禁用有机氯农药，但环境中仍有大量残留存在。土壤中污染物的残留 是吸附、降解和迁移等各种理化作用和生物作用的综合结果，其中降解是制约其残留量的关键过程。大量研究表明，影响土壤中农药降解的主要环境因素包括土壤有 机质、土壤温度、土壤pH和土壤含水量等，因为这些因素显著影响着土壤微生物的数量和活性。微生物代谢所需的营养物质有一部分来自农药和土壤有机质，土壤 中微生物对其降解起着重要作用。胡敏酸（HA）是土壤有机质的主要组分，因此以HA代表土壤有机质对农药降解的影响是合理的，也有很多关于HA对农药在土 壤中吸附等环境行为影响的研究报道。
URL [本文引用: 2]
本研究以黄瓜品种‘津研四号’为试验材料,研究断根处理及断根后添加S-腺苷甲硫氨酸(SAM)对黄瓜幼苗不定根生成以及苗期生长过程中黄瓜幼苗生长与生理指标变化的影响。主要研究结果表明:1.对子叶展平后的黄瓜幼苗进行断根处理(T1),扦插30天后,有效的提高了黄瓜幼苗的根系活力,促进了根系对养分的吸收和利用。T1处理下的黄瓜幼苗地上部氮、磷、钾元素的积累和叶绿素a+b含量分别比对照提高了11.60%、9.07%、35.65%、47.03%,进而促进了黄瓜幼苗的光合作用及碳氮代谢能力。2.对断根后的黄瓜幼苗下胚轴基部浸于50μmol·L~(-1)的SAM溶液中5min后进行扦插(T2),在第30天时,黄瓜幼苗的生长势、元素吸收、光合参数、碳氮代谢和根系生长等各项指标均优于T1,从而说明SAM进一步促进了黄瓜幼苗的生长。其中在T1和T2断根扦插后30天时,T1根系的总根长和表面积稍低于CK,而T2的这两项指标均优于CK。相比于CK,T1的株高增长了7.89%,T2增长了28.21%;T1的茎粗相比CK降低了6.29%,而T2却比CK增长了3.31%。SAM不仅促进了黄瓜幼苗根系的生长及植株的长势,而且更加促进了其壮苗指数。SAM有效促进了断根后的黄瓜幼苗根系的生长。断根后的黄瓜幼苗根系得到快速生长,并在第30天时,T2的根系生长已经优于CK。同时,断根处理还有效的缓解了黄瓜幼苗的老化。在第30天时,CK处理下黄瓜幼苗黄化现象严重,叶片中积累了大量的淀粉,导致叶绿素结构遭到破坏,抑制了幼苗的光合作用。3.进一步分析表明,SAM促进断根后的黄瓜幼苗根系生长,主要是因为SAM的添加,增加了黄瓜幼苗下胚轴内多胺含量的积累,上调了多胺和生长素相关基因的表达水平。多胺含量的积累,对黄瓜幼苗根系生长起到关键作用。多胺可以促进生长素的合成,从而促进了黄瓜幼苗根系的生长。
URL [本文引用: 2]
本研究以黄瓜品种‘津研四号’为试验材料,研究断根处理及断根后添加S-腺苷甲硫氨酸(SAM)对黄瓜幼苗不定根生成以及苗期生长过程中黄瓜幼苗生长与生理指标变化的影响。主要研究结果表明:1.对子叶展平后的黄瓜幼苗进行断根处理(T1),扦插30天后,有效的提高了黄瓜幼苗的根系活力,促进了根系对养分的吸收和利用。T1处理下的黄瓜幼苗地上部氮、磷、钾元素的积累和叶绿素a+b含量分别比对照提高了11.60%、9.07%、35.65%、47.03%,进而促进了黄瓜幼苗的光合作用及碳氮代谢能力。2.对断根后的黄瓜幼苗下胚轴基部浸于50μmol·L~(-1)的SAM溶液中5min后进行扦插(T2),在第30天时,黄瓜幼苗的生长势、元素吸收、光合参数、碳氮代谢和根系生长等各项指标均优于T1,从而说明SAM进一步促进了黄瓜幼苗的生长。其中在T1和T2断根扦插后30天时,T1根系的总根长和表面积稍低于CK,而T2的这两项指标均优于CK。相比于CK,T1的株高增长了7.89%,T2增长了28.21%;T1的茎粗相比CK降低了6.29%,而T2却比CK增长了3.31%。SAM不仅促进了黄瓜幼苗根系的生长及植株的长势,而且更加促进了其壮苗指数。SAM有效促进了断根后的黄瓜幼苗根系的生长。断根后的黄瓜幼苗根系得到快速生长,并在第30天时,T2的根系生长已经优于CK。同时,断根处理还有效的缓解了黄瓜幼苗的老化。在第30天时,CK处理下黄瓜幼苗黄化现象严重,叶片中积累了大量的淀粉,导致叶绿素结构遭到破坏,抑制了幼苗的光合作用。3.进一步分析表明,SAM促进断根后的黄瓜幼苗根系生长,主要是因为SAM的添加,增加了黄瓜幼苗下胚轴内多胺含量的积累,上调了多胺和生长素相关基因的表达水平。多胺含量的积累,对黄瓜幼苗根系生长起到关键作用。多胺可以促进生长素的合成,从而促进了黄瓜幼苗根系的生长。
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DOI:10.5846/stxb201701230189URL [本文引用: 1]
以岷江干旱河谷区6种典型山地灌木[沙棘(Hippophae rhamnoides)、羊蹄甲(Bauhinia faberi)、白刺花(Sorphora davidii)、锦鸡儿(Caragana arborescens)、三颗针(Berberis sargentiana)、黄栌(Cotinus szechuanensis)]为试材,采用盆栽试验研究了土壤自然干旱胁迫对苗木叶片抗氧化保护酶活性、膜伤害程度以及渗透调节物质的影响,探讨植物应对土壤干旱逐渐加剧的生理生态适应机理。结果表明,植物不同抗氧化保护酶对干旱胁迫及随之而来的氧化胁迫的响应存在一定差异。各灌木的超氧化物歧化酶随着干旱胁迫的增强呈先上升后下降,过氧化物酶在整个胁迫期间表现为逐渐升高,过氧化氢酶的升高则主要发生在胁迫的中后期,表明不同胁迫时期对植物体起主导作用的保护酶不同,三者表现为相互协调的作用方式。随着干旱胁迫的增强,各灌木的丙二醛呈缓慢增加趋势,细胞的膜脂过氧化作用逐渐加强,植物开始遭受一定程度的毒害。沙棘和羊蹄甲叶片的质膜相对透性随胁迫的增强呈现先升后降最终回到初始水平的特点,表明植物可以通过干旱锻炼获得一定的抗旱能力。白刺花和黄栌叶片的质膜相对透性在胁迫的0—4 d保持不变,从8 d开始大幅上升并一直维持在较高水平,说明胁迫初期植物细胞膜的结构和功能还很完整,生理活动仍能正常进行,但从中期开始细胞膜遭受严重破坏。随着干旱胁迫的增强,各灌木叶片的脯氨酸总体均呈增加趋势,表明干旱胁迫下植物通过积累脯氨酸以提高细胞的渗透调节能力。主成分分析表明,6种灌木的抗旱能力由强到弱依次为:羊蹄甲、沙棘、锦鸡儿、黄栌、白刺花、三颗针。综合分析表明,干旱河谷区几种典型灌木可通过提高抗氧化酶活性并积累渗透调节物质对干旱胁迫进行积极的反馈,以减弱逆境胁迫下活性氧的危害,提高细胞的渗透调节能力,减轻细胞遭受的损伤。
DOI:10.5846/stxb201701230189URL [本文引用: 1]
以岷江干旱河谷区6种典型山地灌木[沙棘(Hippophae rhamnoides)、羊蹄甲(Bauhinia faberi)、白刺花(Sorphora davidii)、锦鸡儿(Caragana arborescens)、三颗针(Berberis sargentiana)、黄栌(Cotinus szechuanensis)]为试材,采用盆栽试验研究了土壤自然干旱胁迫对苗木叶片抗氧化保护酶活性、膜伤害程度以及渗透调节物质的影响,探讨植物应对土壤干旱逐渐加剧的生理生态适应机理。结果表明,植物不同抗氧化保护酶对干旱胁迫及随之而来的氧化胁迫的响应存在一定差异。各灌木的超氧化物歧化酶随着干旱胁迫的增强呈先上升后下降,过氧化物酶在整个胁迫期间表现为逐渐升高,过氧化氢酶的升高则主要发生在胁迫的中后期,表明不同胁迫时期对植物体起主导作用的保护酶不同,三者表现为相互协调的作用方式。随着干旱胁迫的增强,各灌木的丙二醛呈缓慢增加趋势,细胞的膜脂过氧化作用逐渐加强,植物开始遭受一定程度的毒害。沙棘和羊蹄甲叶片的质膜相对透性随胁迫的增强呈现先升后降最终回到初始水平的特点,表明植物可以通过干旱锻炼获得一定的抗旱能力。白刺花和黄栌叶片的质膜相对透性在胁迫的0—4 d保持不变,从8 d开始大幅上升并一直维持在较高水平,说明胁迫初期植物细胞膜的结构和功能还很完整,生理活动仍能正常进行,但从中期开始细胞膜遭受严重破坏。随着干旱胁迫的增强,各灌木叶片的脯氨酸总体均呈增加趋势,表明干旱胁迫下植物通过积累脯氨酸以提高细胞的渗透调节能力。主成分分析表明,6种灌木的抗旱能力由强到弱依次为:羊蹄甲、沙棘、锦鸡儿、黄栌、白刺花、三颗针。综合分析表明,干旱河谷区几种典型灌木可通过提高抗氧化酶活性并积累渗透调节物质对干旱胁迫进行积极的反馈,以减弱逆境胁迫下活性氧的危害,提高细胞的渗透调节能力,减轻细胞遭受的损伤。
DOI:10.13287/j.1001-9332.201603.003URLMagsci [本文引用: 1]
<p>以‘津研四号’黄瓜为试材,分别用0、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20 mmol·L<sup>-1</sup>浓度的对羟基苯甲酸(PHBA)溶液对黄瓜种子处理72 h,选出胁迫作用较明显的10 mmol·L<sup>-1</sup>浓度;再分别用0、1、10、25、50、75、100 μmol·L<sup>-1</sup>的褪黑素(MT)溶液对10 mmol·L<sup>-1</sup> PHBA下的黄瓜种子预处理24 h,72 h后观察MT的缓解效果.结果表明: 缓解PHBA胁迫效果最明显的MT浓度为75 μmol·L<sup>-1</sup>.随着PHBA浓度的升高,黄瓜种子胚根伸长的抑制作用明显增加;用10、25、50、75、100 μmol·L<sup>-1</sup>的MT预处理PHBA胁迫下的黄瓜种子均能不同程度缓解PHBA胁迫对胚根的抑制作用,其中以75 μmol·L<sup>-1</sup>的MT缓解效果最好.用MT预处理黄瓜种子可显著提高PHBA胁迫下黄瓜种子中淀粉酶活性及胚根中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,并降低胚根中O<sub>2</sub><sup>-</sup><sub>·</sub>的产生速率及H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>和丙二醛含量.外源MT能够通过降低氧化胁迫和促进淀粉的分解转化来降低PHBA对黄瓜发芽的影响.</p>
DOI:10.13287/j.1001-9332.201603.003URLMagsci [本文引用: 1]
<p>以‘津研四号’黄瓜为试材,分别用0、2.5、5、7.5、10、12.5、15、17.5、20 mmol·L<sup>-1</sup>浓度的对羟基苯甲酸(PHBA)溶液对黄瓜种子处理72 h,选出胁迫作用较明显的10 mmol·L<sup>-1</sup>浓度;再分别用0、1、10、25、50、75、100 μmol·L<sup>-1</sup>的褪黑素(MT)溶液对10 mmol·L<sup>-1</sup> PHBA下的黄瓜种子预处理24 h,72 h后观察MT的缓解效果.结果表明: 缓解PHBA胁迫效果最明显的MT浓度为75 μmol·L<sup>-1</sup>.随着PHBA浓度的升高,黄瓜种子胚根伸长的抑制作用明显增加;用10、25、50、75、100 μmol·L<sup>-1</sup>的MT预处理PHBA胁迫下的黄瓜种子均能不同程度缓解PHBA胁迫对胚根的抑制作用,其中以75 μmol·L<sup>-1</sup>的MT缓解效果最好.用MT预处理黄瓜种子可显著提高PHBA胁迫下黄瓜种子中淀粉酶活性及胚根中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,并降低胚根中O<sub>2</sub><sup>-</sup><sub>·</sub>的产生速率及H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>和丙二醛含量.外源MT能够通过降低氧化胁迫和促进淀粉的分解转化来降低PHBA对黄瓜发芽的影响.</p>
DOI:10.1016/j.freeradbiomed.2014.02.018URLPMID:24589373 [本文引用: 1]
61NO and polyamines (PAs) could increase plant alkaline and oxidative stress tolerance.61NO acts as a downstream signal of PAs to increase plant stress tolerance.61The cross-talk between NO and PAs involves various physiological strategies.61NO and PAs could induce each other under normal and stress conditions.
DOI:10.13287/j.1001-9332.201709.038 [本文引用: 1]
为探讨外源茉莉酸诱导的菜豆叶片抗性及对西花蓟马体内酶活性的影响,在室内对菜豆植株分别喷施1、0.1、0.01和0.001 mmol·L^-14个浓度的茉莉酸,以健康植株为对照,分别于处理后1、5和10 d测定菜豆叶片营养物质及次生物质的含量.另在同样处理叶片上分别接西花蓟马2龄若虫,分析其体内保护酶和解毒酶活性的变化.结果表明：不同浓度茉莉酸处理1 d后,菜豆叶片的蛋白质含量和健康植株没有明显差异,但在5和10 d时显著低于健康植株;菜豆叶片游离氨基酸含量在茉莉酸处理1 d后显著高于健康植株,之后逐渐降低;茉莉酸处理下菜豆叶片可溶性糖含量显著低于健康植株,并随着茉莉酸浓度的升高和处理时间的延长而进一步下降;叶绿素含量在处理1 d后显著降低,随着处理时间的增加逐渐升高.叶片单宁、黄酮和总酚的含量在不同浓度茉莉酸和处理时间下均显著高于对照.蓟马取食导致菜豆叶片生化物质含量的变化与外源茉莉酸诱导的相似.西花蓟马取食茉莉酸处理的菜豆植株24 h后,体内保护酶系（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶）和解毒酶系（谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶）均明显高于健康植株,但茉莉酸浓度与处理时间对其影响程度不同.取食虫害菜豆叶片后西花蓟马体内酶活性的变化与取食外源茉莉酸诱导的叶片相似.说明外源茉莉酸处理可诱导菜豆植株的抗性,西花蓟马取食处理后的菜豆叶片可产生明显的反防御来适应寄主植物的变化.
DOI:10.13287/j.1001-9332.201709.038 [本文引用: 1]
为探讨外源茉莉酸诱导的菜豆叶片抗性及对西花蓟马体内酶活性的影响,在室内对菜豆植株分别喷施1、0.1、0.01和0.001 mmol·L^-14个浓度的茉莉酸,以健康植株为对照,分别于处理后1、5和10 d测定菜豆叶片营养物质及次生物质的含量.另在同样处理叶片上分别接西花蓟马2龄若虫,分析其体内保护酶和解毒酶活性的变化.结果表明：不同浓度茉莉酸处理1 d后,菜豆叶片的蛋白质含量和健康植株没有明显差异,但在5和10 d时显著低于健康植株;菜豆叶片游离氨基酸含量在茉莉酸处理1 d后显著高于健康植株,之后逐渐降低;茉莉酸处理下菜豆叶片可溶性糖含量显著低于健康植株,并随着茉莉酸浓度的升高和处理时间的延长而进一步下降;叶绿素含量在处理1 d后显著降低,随着处理时间的增加逐渐升高.叶片单宁、黄酮和总酚的含量在不同浓度茉莉酸和处理时间下均显著高于对照.蓟马取食导致菜豆叶片生化物质含量的变化与外源茉莉酸诱导的相似.西花蓟马取食茉莉酸处理的菜豆植株24 h后,体内保护酶系（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶）和解毒酶系（谷胱甘肽S-转移酶、羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶）均明显高于健康植株,但茉莉酸浓度与处理时间对其影响程度不同.取食虫害菜豆叶片后西花蓟马体内酶活性的变化与取食外源茉莉酸诱导的叶片相似.说明外源茉莉酸处理可诱导菜豆植株的抗性,西花蓟马取食处理后的菜豆叶片可产生明显的反防御来适应寄主植物的变化.
DOI:10.1007/BF00386001URL [本文引用: 1]
DOI:10.1093/oxfordjournals.pcp.a076232URL [本文引用: 1]
Abstract Intact spinach chloroplasts scavenge hydrogen peroxide with a peroxidase that uses a photoreductant as the electron donor, but the activity of ruptured chloroplasts is very low [Nakano and Asada (1980) Plant & Cell Physiol . 21 : 1295]. Ruptured spinach chloroplasts recovered their ability to photoreduce hydrogen peroxide with the concomitant evolution of oxygen after the addition of glutathione and dehydroascorbate (DHA). In ruptured chloroplasts, DHA was photoreduced to ascorbate and oxygen was evolved in the process in the presence of glutathione. DHA reductase (EC 1.8.5.1) and a peroxidase whose electron donor is specific to L-ascorbate are localized in chloroplast stroma. These observations confirm that the electron donor for the scavenging of hydrogen peroxide in chloroplasts is L-ascorbate and that the L-ascorbate is regenerated from DHA by the system: photosystem I→ferredoxin→NADP→glutathione. A preliminary characterization of the chloroplast peroxidase is given.
DOI:10.1007/s11738-014-1593-xURL [本文引用: 1]
Physiological responses of tomato roots to NaCl and NaHCO 3 stresses were investigated in a hydroponic setting. The relative growth rate of tomato plants was significantly reduced in both NaCl and NaHCO 3 treatments, especially under NaHCO 3 stress. Tomato root respiration increased under low concentrations of NaCl and NaHCO 3 stresses. However, high concentrations of both NaCl and NaHCO 3 significantly inhibited respiration, especially in the NaHCO 3 treatment. With increasing concentration of NaCl and NaHCO 3 treatment, root Na accumulation increased, while accumulation of N, P, K, Fe, and Mg was significantly lower. Compared to NaCl, NaHCO 3 treatment resulted in more dramatic changes in these nutrients. All organic acids investigated were increased by NaHCO 3 after 502days of treatment, but only oxalate, tartrate and malate were induced by NaCl. This implies that global regulation of organic acids might play an important role in tomato’s alkali stress tolerance. Compared to NaCl treatments, NaHCO 3 treatments induced much higher levels of reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation after 502days of treatment, which was accompanied by higher activities of antioxidant enzymes and higher concentrations of ascorbate–glutathione. However, after 1002days of treatment, 10002mM NaHCO 3 stress led to lower accumulation of ROS, antioxidant enzyme activities, and ascorbate–glutathione content. This may have been because root metabolism had almost completely stopped, as indicated by lower root respiration and activity.
URL [本文引用: 3]
从Zn胁迫下小麦幼苗的抑制差减杂交（SSH）cDNA文库中筛选出S-腺苷甲硫氨酸 （SAM）代谢途径中的9个关键基因，并采用实时荧光定量PCR对其表达模式进行分析。结果表明，zn（1mmol·L^-1）胁迫下小麦的s-腺苷甲硫 氨酸合成酶基因（SAMS）表达呈下降趋势，而参与谷胱甘肽（GsH）和烟酰胺（NA）合成代谢的关键基因均上调表达；不同浓度Zn处理4h后，小麦 SAM代谢途径中基因的快速响应存在差异。可见，Zn胁迫下，小麦SAM代谢途径中GSH和NA的合成代谢增强，GSH和NA可能参与小麦对zn胁迫的响 应及降低zn毒害的作用。
URL [本文引用: 3]
从Zn胁迫下小麦幼苗的抑制差减杂交（SSH）cDNA文库中筛选出S-腺苷甲硫氨酸 （SAM）代谢途径中的9个关键基因，并采用实时荧光定量PCR对其表达模式进行分析。结果表明，zn（1mmol·L^-1）胁迫下小麦的s-腺苷甲硫 氨酸合成酶基因（SAMS）表达呈下降趋势，而参与谷胱甘肽（GsH）和烟酰胺（NA）合成代谢的关键基因均上调表达；不同浓度Zn处理4h后，小麦 SAM代谢途径中基因的快速响应存在差异。可见，Zn胁迫下，小麦SAM代谢途径中GSH和NA的合成代谢增强，GSH和NA可能参与小麦对zn胁迫的响 应及降低zn毒害的作用。
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DOI:10.1111/j.1365-313X.2011.04529.xURLPMID:21443632 [本文引用: 1]
Being by far the largest family of enzymes to support plant metabolism, the cytochrome P450s (CYPs) constitute an excellent reporter of metabolism architecture and evolution. The huge superfamily of CYPs found in angiosperms is built on the successful evolution of 11 ancestral genes, with very different fates and progenies. Essential functions in the production of structural components (membrane sterols), light harvesting (carotenoids) or hormone biosynthesis kept some of them under purifying selection, limiting duplication and sub/neofunctionalization. One group (the CYP71 clan) after an early trigger to diversification, has kept growing, producing bursts of gene duplications at an accelerated rate. The CYP71 clan now represents more than half of all CYPs in higher plants. Such bursts of gene duplication are likely to contribute to adaptation to specific niches and to speciation. They also occur, although with lower frequency, in gene families under purifying selection. The CYP complement (CYPomes) of rice and the model grass weed Brachypodium distachyon have been compared to view evolution in a narrower time window. The results show that evolution of new functions in plant metabolism is a very long-term process. Comparative analysis of the plant CYPomes provides information on the successive steps required for the evolution of land plants, and points to several cases of convergent evolution in plant metabolism. It constitutes a very useful tool for spotting essential functions in plant metabolism and to guide investigations on gene function.
DOI:10.1371/journal.pgen.1007144URL [本文引用: 1]
Brassinosteroid activity controls plant growth and development, often in a seemingly opposing or complex manner. Differential impact of the hormone and its signalling components, acting both as promoters and inhibitors of organ growth, is exemplified by meristem differentiation and cell expansion in above- and below-ground organs. Complex brassinosteroid-based control of stomata count and... [Show full abstract]
DOI:10.1104/pp.16.00346URLPMID:27208308 [本文引用: 1]
Abstract Recent years have witnessed enormous progress in understanding redox signaling related to reactive oxygen species (ROS) in plants. The consensus view is that such signaling is intrinsic to many developmental processes and responses to the environment. ROS-related redox signaling is tightly wedded to compartmentation. Because membranes function as barriers, highly redox-active powerhouses such as chloroplasts, peroxisomes, and mitochondria may elicit specific signaling responses. However, transporter functions allow membranes also to act as bridges between compartments, and so regulated capacity to transmit redox changes across membranes influences the outcome of triggers produced at different locations. As well as ROS and other oxidizing species, antioxidants are key players that determine the extent of ROS accumulation at different sites and that may themselves act as signal transmitters. Like ROS, antioxidants can be transported across membranes. In addition, the intracellular distribution of antioxidative enzymes may be modulated to regulate or facilitate redox signaling appropriate to the conditions. Finally, there is substantial plasticity in organellar shape, with extensions such as stromules, peroxules, and matrixules playing potentially crucial roles in organelle-organelle communication. We provide an overview of the advances in subcellular compartmentation, identifying the gaps in our knowledge and discussing future developments in the area. 2016 American Society of Plant Biologists. All Rights Reserved.
[本文引用: 1]
URL [本文引用: 1]
活性氧（ROS）是植物体内的代谢产物,胁迫会加剧ROS的产生,其过量积累导致细胞活力降低乃至死亡。抗坏血酸-谷胱甘肽（As A-GSH）循环是植物体内清除ROS的重要途径。谷胱甘肽还原酶（GR）是这一途径中的关键酶,催化氧化态的谷胱甘肽（GSSG）还原生成还原态的谷胱甘肽（GSH）,维持植物体内的GSH含量和GSH库的氧化还原状态,并清除ROS。本文结合近些年来GR的分子遗传学研究进展,主要对GR蛋白结构及特性、植物体中的GR编码基因和GR蛋白的亚细胞分布、叶绿体GR与抗逆性、叶绿体GR与生长发育等进行综述,并对今后植物中叶绿体GR的相关研究提出展望。
URL [本文引用: 1]
活性氧（ROS）是植物体内的代谢产物,胁迫会加剧ROS的产生,其过量积累导致细胞活力降低乃至死亡。抗坏血酸-谷胱甘肽（As A-GSH）循环是植物体内清除ROS的重要途径。谷胱甘肽还原酶（GR）是这一途径中的关键酶,催化氧化态的谷胱甘肽（GSSG）还原生成还原态的谷胱甘肽（GSH）,维持植物体内的GSH含量和GSH库的氧化还原状态,并清除ROS。本文结合近些年来GR的分子遗传学研究进展,主要对GR蛋白结构及特性、植物体中的GR编码基因和GR蛋白的亚细胞分布、叶绿体GR与抗逆性、叶绿体GR与生长发育等进行综述,并对今后植物中叶绿体GR的相关研究提出展望。
URLMagsci [本文引用: 1]
B.t杀虫剂亚致死剂量处理24h后,敏感品系和田间抗性品系的棉铃虫二龄幼虫生长、发育受到抑制，对氰戊菊酯的敏感性分别提高到12.9和34.4倍。B.t杀虫剂预处理和未处理对照之间的棉铃虫二龄幼虫体内α-乙酸萘酯酶和乙酰胆碱酯酶活力无显著差异,谷胱甘肽-S-转移酶活力差异显著。与未处理对照相比较,B.t杀虫剂预处理田间抗性棉铃虫二幼虫的α-乙酸萘酯酶动力学值降低,对乙酰胆碱酯酶特异性抑制剂亲和力增高。聚丙烯酰胺凝胶电泳测定显示，试虫酯酶同工酶活力预处理组均低于未处理对照组。田间抗性品系中，B.t杀虫剂预处理后棉铃虫二龄幼虫E#-6酯酶同工酶带(乙酰胆碱酯酶同工酶带)消失。这一结果为深入研究生物杀虫剂和化学农药的联合使用提供了理论基础。
URLMagsci [本文引用: 1]
B.t杀虫剂亚致死剂量处理24h后,敏感品系和田间抗性品系的棉铃虫二龄幼虫生长、发育受到抑制，对氰戊菊酯的敏感性分别提高到12.9和34.4倍。B.t杀虫剂预处理和未处理对照之间的棉铃虫二龄幼虫体内α-乙酸萘酯酶和乙酰胆碱酯酶活力无显著差异,谷胱甘肽-S-转移酶活力差异显著。与未处理对照相比较,B.t杀虫剂预处理田间抗性棉铃虫二幼虫的α-乙酸萘酯酶动力学值降低,对乙酰胆碱酯酶特异性抑制剂亲和力增高。聚丙烯酰胺凝胶电泳测定显示，试虫酯酶同工酶活力预处理组均低于未处理对照组。田间抗性品系中，B.t杀虫剂预处理后棉铃虫二龄幼虫E#-6酯酶同工酶带(乙酰胆碱酯酶同工酶带)消失。这一结果为深入研究生物杀虫剂和化学农药的联合使用提供了理论基础。
DOI:10.1002/1873-3468.12102URLPMID:26898161 [本文引用: 1]
Abstract Polyamines can presumably inhibit protein glycation, when associated with the methylglyoxal inevitably produced during glycolysis. Herein, we hypothesized a nonenzymatic interaction between putrescine and methylglyoxal in putrescine-deficient or -overexpressing Dictyostelium cells in high-glucose medium, which can control methylglyoxal production. Putrescine was essentially required for growth rescue accompanying methylglyoxal detoxification when cells underwent growth defect and cell cycle G1-arrest when supplemented with high glucose. Furthermore, methylglyoxal regulation by putrescine seemed to be a parallel pathway independent of the changes in cellular glutathione content in high-glucose medium. Consequently, we suggest that Dictyostelium cells need polyamines for normal growth and cellular methylglyoxal regulation. 2016 Federation of European Biochemical Societies.
DOI:10.1007/s11738-015-1980-yURL [本文引用: 1]
The aim of the study was to elucidate the effect of exogenous spermidine (Spd) on polyamines (PAs) metabolism and physiological parameter levels in the leaves of tomato under chilling stress....
DOI:10.1016/0098-8472(92)90039-5URL [本文引用: 1]
Effects of 5.0 and 10.0 渭g/ml mercury as mercuric chloride (HgCl2) (w/v) were studied on polyamine and glutathione contents of a green alga Chlorogonium elongatum (Dang) France grown under culture conditions. Homospermidine (H-Spd) and 1,3-diaminopropane (Dap) have also been identified in this alga in addition to putrescine (Put), spermidine (Spd) and spermine (Spm), the typical representatives of the polyamine pool. Exposure to mercury resulted in an increase in the concentrations of Put and Dap, but a decrease in those of Spd, Spm and H-Spd. Mercury treatments increased the concentration of total glutathione, including both oxidized (GSSG) and reduced (GSH) glutathione. The GSH/GSSG ratio was higher in control samples than in mercury-treated samples. The possible role of polyamines and glutathione in detoxifying the heavy metal is discussed.
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.008URL [本文引用: 1]
【目的】乙烯响应因子（ethylene response factor,ERF）是植物特有的一类转录因子,普遍参与植物各类胁迫反应。前期从药用植物丹参（Salvia miltiorrhiza）中筛选得到了一条与长春花（Catharanthus roseus）中Cr ORCA3高度同源的ERF转录因子编码基因（命名为Sm ORA1）。论文旨在通过干涉丹参Sm ORA1的表达,进一步明确Sm ORA1在植物抗病反应与丹参酮合成代谢调控中的作用。【方法】扩增Sm ORA1基因片段,构建Sm ORA1基因干涉载体pk-ORAi并采用农杆菌介导的叶盘转化法转化丹参,经抗生素抗性筛选和PCR鉴定获得阳性转基因丹参植株;采用分光光度法或酶联免疫方法检测立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）侵染后转基因株系中丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase,PAL）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）等抗性相关酶活性和还原型谷胱甘肽（glutathione,GSH）、脯氨酸（proline,Pro）、丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量等抗性相关生理指标的变化;采用HPLC法考察干涉Sm ORA1表达对二氢丹参酮、隐丹参酮和丹参酮ⅡA等丹参酮类次生代谢物含量的影响;采用实时定量PCR考察干涉Sm ORA1对丹参株系抗性基因和丹参酮合成相关关键酶基因表达的影响。【结果】经抗生素和PCR筛选获得了11个阳性株系,进一步采用实时定量PCR分析得到3个Sm ORA1表达显著下调的转基因株系（RNAi-11、RNAi-18、RNAi-22）,干涉效率达到80%以上。立枯丝核菌对丹参植株有明显的致病力,可以有效诱导丹参发病;其侵染后,Sm ORA1-RNAi转基因株系病情指数显著高于野生型（WT）和空载（VK）对照株系,病情更严重;Sm ORA1-RNAi转基因株系中的MDA含量显著高于WT和VK对照株系,说明干涉Sm ORA1的丹参株系抗衰老能力显著下降;植物抗性相关的PAL、CAT和SOD等酶活性以及GSH和Pro等物质含量显著低于对照株系,说明干涉Sm ORA1的17
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.03.008URL [本文引用: 1]
【目的】乙烯响应因子（ethylene response factor,ERF）是植物特有的一类转录因子,普遍参与植物各类胁迫反应。前期从药用植物丹参（Salvia miltiorrhiza）中筛选得到了一条与长春花（Catharanthus roseus）中Cr ORCA3高度同源的ERF转录因子编码基因（命名为Sm ORA1）。论文旨在通过干涉丹参Sm ORA1的表达,进一步明确Sm ORA1在植物抗病反应与丹参酮合成代谢调控中的作用。【方法】扩增Sm ORA1基因片段,构建Sm ORA1基因干涉载体pk-ORAi并采用农杆菌介导的叶盘转化法转化丹参,经抗生素抗性筛选和PCR鉴定获得阳性转基因丹参植株;采用分光光度法或酶联免疫方法检测立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）侵染后转基因株系中丙氨酸解氨酶（phenylalnine ammonialyase,PAL）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）等抗性相关酶活性和还原型谷胱甘肽（glutathione,GSH）、脯氨酸（proline,Pro）、丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量等抗性相关生理指标的变化;采用HPLC法考察干涉Sm ORA1表达对二氢丹参酮、隐丹参酮和丹参酮ⅡA等丹参酮类次生代谢物含量的影响;采用实时定量PCR考察干涉Sm ORA1对丹参株系抗性基因和丹参酮合成相关关键酶基因表达的影响。【结果】经抗生素和PCR筛选获得了11个阳性株系,进一步采用实时定量PCR分析得到3个Sm ORA1表达显著下调的转基因株系（RNAi-11、RNAi-18、RNAi-22）,干涉效率达到80%以上。立枯丝核菌对丹参植株有明显的致病力,可以有效诱导丹参发病;其侵染后,Sm ORA1-RNAi转基因株系病情指数显著高于野生型（WT）和空载（VK）对照株系,病情更严重;Sm ORA1-RNAi转基因株系中的MDA含量显著高于WT和VK对照株系,说明干涉Sm ORA1的丹参株系抗衰老能力显著下降;植物抗性相关的PAL、CAT和SOD等酶活性以及GSH和Pro等物质含量显著低于对照株系,说明干涉Sm ORA1的17
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S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS)是广泛存在于动植物以及微生物体内的胞内酶,催化S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的合成。近年来的研究发现SAM除了作为细胞甲基化供体,还参与多胺、乙烯、麦根酸等的生物合成过程。SAMS基因响应多种环境胁迫,且在根发育、果实成熟和植物衰老方面发挥作用。但关于SAMS与环境胁迫下植物激素代谢的联系还缺少深入研究。SAM是乙烯与氰化物合成的前体,氰化物诱导植物的抗氰呼吸,但关于SAMS与抗氰呼吸的关系还没有报道。SAM参与的合成麦根酸,同时麦根酸与植物根系对金属离子的吸收紧密关联,但关于SAMS在金属离子吸收、运输中的作用还缺少强有力的实验证据。本文就SAMS的基因表达规律、蛋白质结构、参与的细胞代谢通路、抗逆生理功能进行综述,并对其与抗氰呼吸、金属离子转运和植物激素之间的偶联进行预测和展望。
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S-腺苷甲硫氨酸合成酶(S-adenosylmethionine synthetase,SAMS)是广泛存在于动植物以及微生物体内的胞内酶,催化S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的合成。近年来的研究发现SAM除了作为细胞甲基化供体,还参与多胺、乙烯、麦根酸等的生物合成过程。SAMS基因响应多种环境胁迫,且在根发育、果实成熟和植物衰老方面发挥作用。但关于SAMS与环境胁迫下植物激素代谢的联系还缺少深入研究。SAM是乙烯与氰化物合成的前体,氰化物诱导植物的抗氰呼吸,但关于SAMS与抗氰呼吸的关系还没有报道。SAM参与的合成麦根酸,同时麦根酸与植物根系对金属离子的吸收紧密关联,但关于SAMS在金属离子吸收、运输中的作用还缺少强有力的实验证据。本文就SAMS的基因表达规律、蛋白质结构、参与的细胞代谢通路、抗逆生理功能进行综述,并对其与抗氰呼吸、金属离子转运和植物激素之间的偶联进行预测和展望。
