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文檔簡介
時時保持高代謝率國泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實用資料(可以直接使用,可編輯完整版實用資料,歡迎下載)
時時保持高代謝率國泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋
黃醫(yī)師在高中時也曾跟流行用水煮蛋、3日減肥菜單等來減肥,但都無功而返。
進入國泰醫(yī)院擔任內(nèi)分泌新陳代謝科醫(yī)師后,現(xiàn)在的她有一套「更專業(yè)」的飲食、運動習慣,來提升代謝、控制體重。
飲食秘訣80%用水煮方式烹調(diào)!
為了減少油脂的攝取,黃醫(yī)師的飲食約有80%是用水煮方式,且雞皮幾乎不吃。還盡量減少外食機會,若非得外食,也以自助餐為主。時時保持高代謝率國泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實用資料(可以直接使用,可編輯完整版實用資料,歡迎下載)
保養(yǎng)秘訣勤練氣功+泡澡!
黃莉棋醫(yī)師喜歡買日本湯包回家DIY泡澡,尤其是熏衣草類,感覺非常棒,不過1星期只泡1次,每次20分鐘左右,泡太久血液擴張?zhí)?,反而會頭暈。
值得一提的是,她早晚還練氣功,不但紓解壓力,疲勞也改善了不少喔!
★特別叮嚀
睡前練氣功5-10分鐘,養(yǎng)生外,還可彌補白天不足的運動量。每天早上吃1顆維生素B群,讓妳整天都有好心情,也有助于代謝力喔!
運動秘訣快走+爬樓梯!
工作忙碌的黃醫(yī)師,最常做的運動就是走路及爬樓梯,因為看診的關(guān)系,所以1到7樓,每天爬個5、6趟,是稀松平常的事。而且為了延續(xù)較高的心跳率,到了樓層,還繼續(xù)快步走,讓每次「爬樓梯運動」的燃脂效果都可以持續(xù)20~30分鐘。
此外,她還利用忠孝捷運地下街,每天從明耀百貨以10分鐘走到sogo,不僅增加肺活量,更保持高代謝率。
★特別叮嚀
走路的時間最好選擇在中午之前,1星期至少3天,就可以保持良好的代謝能力。
提升代謝的私房飲食小Tips
TIP1
維生素B群具有提升代謝的能力。維生素C、E及鋅屬于抗氧化劑,有助于減緩老化,當然代謝率的下降也能因此稍稍趨緩。
TIP2
人蔘、銀杏等雖不能直接促進代謝力,但可以幫助氣血循環(huán),對增加活力也有幫助。
TIP3
平均每天喝2000c.c.的水,尤其在運動時更要補充。能維持電解質(zhì)平衡,使鈉、鉀不會流失。
TIP4
每次進食時,都是提高代謝的機會,所以,少食多餐,最好1天能吃6小餐,增加熱量消耗!1998年12月September1998中國油料作物學報Chinesejournalofoilcropsciences第20卷第4期Vol.20No.4植物脂肪酸代謝工程研究進展王幼平曾宇羅鵬(四川聯(lián)合大學生物系成都610064摘要簡述植物脂的生物合成途徑以及近年來植物脂肪酸代謝工程研究進展。關(guān)鍵詞油料作物脂肪酸代謝酶修飾大豆、油棕、油菜、向日葵、棉籽和花生等食用植物油的主要成分為棕櫚酸(C16∶0、硬脂酸(C18∶0、油酸(C18∶1、亞油酸(C18∶2和亞麻酸(C18∶3等。而潛在的非食用植物油資源較多,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)上千種脂肪酸類型在植物中都可找到[1]。如在野生植物中,篩選到含量很高的長鏈脂肪酸植物有Crambe,Limnanthes和Lunaria,中鏈脂肪酸植物有Cuphea和Lauraceae,羥基脂肪酸植物有Lesquerella,環(huán)氧脂肪酸植物有Vernonia,Stokesia,液體蠟酯植物有Simmondsia等[2]。但是一種潛在的種質(zhì)資源要成為合乎要求的作物,還有許多工作要做。諸如種質(zhì)的收集、鑒定、評價和利用等。近年,分子生物學家利用現(xiàn)代遺傳操作技術(shù),通過基因工程的方法把一些種質(zhì)資源中有益的性狀通過分子克隆等手段轉(zhuǎn)移到新的宿主中去,重新設計植物脂類代謝方面已進行了大量的嘗試,并取得了顯著成績。本文將闡述植物脂的生物合成途徑以及近幾年來植物脂基因工程研究的狀況。1貯藏脂(storagelipids的生物合成盡管植物脂代謝途徑相當復雜,但大多數(shù)反應步驟已了解很透徹[3]。植物脂的生物合成主要有兩個去向,一是用來構(gòu)成生物膜的甘油脂和磷脂,另一個是貯藏在種子中,即貯藏脂,常以甘油三脂(TAG的形式存在。研究表明:貯藏脂的生物合成和膜脂的形成是受不同遺傳機制控制的,即使它們的早期階段具有一個共同的生物合成途徑,但貯藏脂的脂肪酸組成的變化并不會影響膜脂的成分。如亞麻酸(C18∶3是所有植物光合膜的主要組成成分之一,同時也是亞麻子油的基本組分,利用化學誘變?nèi)笔蓚€基因功能,使亞麻子油中的亞麻酸含量從46%降低至2%,而在膜脂中的含量不受影響[4]。因此有人推測可能存在兩套基因編碼相應的同功酶,或一套基因通過復雜的表達調(diào)控使得膜脂合成途徑活躍。植物脂的生物合成途徑特別適合于植物分子遺傳操作,因為貯藏態(tài)脂是一種封閉的相對惰性的光合終產(chǎn)物,其主要成分的改變不影響植物總的分解功能,只是這種改良后的貯藏脂必須適合萌發(fā)后的脂分解[5]。本文只簡述植物貯藏脂的生物合成。植物細胞脂肪酸的生物合成主要發(fā)生在質(zhì)體的基質(zhì)中,由乙酰輔酶A經(jīng)一系列反應生成不同鏈長(C8~C18的脂肪酸,通過與ACP結(jié)合組裝脂肪酸并引入第一雙鏈(③,在特異性硫酯酶(④作用下,脂肪酸從ACP復合物釋放并經(jīng)輔酶A脂化后(⑤穿過質(zhì)體膜進入細胞質(zhì),收稿日期1998—02—24課題來源國家自然科學基金資助項目作者簡介王幼平,男,33歲,副教授,博士在多種酶(⑥~⑨的作用下進一步代謝和修飾,包括脂肪酸的去飽和以及鏈的延長等[6](圖1。圖1植物貯藏脂類生物合成簡圖(引自Somerville,1991Topfe,1995注:①乙酰輔酶A羧化酶;②脂肪酸合成酶;③△9—硬脂酰ACP去飽和酶;④?;鵄CP硫酯酶;⑤酰基CoA合成酶;⑥△12—油酰去飽和酶;⑦△15—亞油酰去飽和酶;⑧⑨延長酶;βκ3—磷酸甘油?;D(zhuǎn)移酶(G3PAT;βλ溶血性磷脂酸?;D(zhuǎn)移酶(LPAAT;βμ磷脂酸磷化酶(PAP;βν二酰甘油?;D(zhuǎn)移酶(DAGAT;ACP,?;d體蛋白;CoA,輔酶A。TAG的組裝是通過Kennedy途徑[7]:3—磷酸甘油(G—3—P→溶血性磷脂酶(LAP→磷脂酸(PA→二酰甘油酯(DAG→三酰甘油酯(TAG。所需酶分別為3—磷酸甘油酰基轉(zhuǎn)移酶(G3PAT,溶血性磷脂酸?;D(zhuǎn)移酶(LPAAT,磷脂酸磷酸化酶(PAP和二酰甘油?;D(zhuǎn)移酶(DAGAT,上述四種酶均定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。2植物脂肪酸代謝工程植物脂類代謝工程的主要目標是通過增加新酶、促使已存酶的超量表達以及采用反義RNA達到減少內(nèi)源酶表達水平途徑來控制脂肪酸的合成過程,利用植物這一天然工廠定向生產(chǎn)和加工出更多、更好的為人類所需的物質(zhì)。目前主要通過操縱TAG的生物合成來直接改變油的成分,已鑒定出的主要酶類有兩類:脂肪酸修飾酶和TAG組裝酶。上述大部分酶已經(jīng)純化并建立了它們的基因文庫。2.1脂肪酸修飾酶類2.1.1脂肪酸去飽和由于植物油中飽和脂肪酸的含量遠低于動物脂肪(飽和脂肪酸含量達10%~50%,因此用植物油取代動物脂肪是降低膽固醇水平的最有效方法。不過植物油仍含有10%~20%的飽和脂肪酸,其主要成分是棕櫚酸(C16∶0。棕櫚?!狝CP在脂肪酸代謝過程中是一關(guān)鍵物,其碳鏈既能被3—酮酯酰ACP合成酶進一步延長,也可以在乙?!狝CP硫脂酶作用下脫ACP形成棕櫚酸并轉(zhuǎn)化為貯存態(tài)油,因此植物油中飽和脂肪酸的含量主要是由98王幼平等:植物脂肪酸代謝工程研究進展09中國油料作物學報1998,20(43—酮酯酰ACP合成酶和硫酯酶活性所決定,控制其中一種酶的活性就可使油中飽和脂肪酸含量有所改變。如Bleibaum等在甘藍型油菜種子中通過3—酮酯酰ACP合成酶的超量表達導致了棕櫚酸含量的降低[8]。Yadav等在大豆中通過一種“協(xié)同抑制”的方法,即用另一乙?!狝CP硫酯酶基因轉(zhuǎn)化大豆,結(jié)果降低了本身具有的硫酯酶活力,導致胚中飽和脂肪酸含量減少了一半[9]。近一半的植物油被加工成奶油和起酥油而間接食用。由于大多數(shù)植物油在室溫下為液態(tài),因此要做成奶油和起酥油必須提高植物油的熔點,其實質(zhì)就是增加植物油中飽和脂肪酸的份額。通過催化加氫的方法可提高植物油的飽和度,但研究發(fā)現(xiàn)氫化作用可導致不飽和脂肪酸雙鍵由順式向反式轉(zhuǎn)化,不利于人的健康[3]。如果通過分子遺傳操作方法改變脂肪酸代謝中的去飽和酶正?;钚?阻止雙鍵的形成,也會實現(xiàn)上述目的。Knutzon等通過硬脂?!狝CP去飽和酶(③cDNA的反向表達,使蕪菁種子油中硬脂酸含量由2%增加到40%[10]。通過硫酯酶(④的超量表達和降低硬脂?!狝CP去飽和酶的表達水平,也會使種子中的硬脂酸含量提高到45%[8]。Hitz等通過對△12—油酰去飽和酶(⑥反義抑制可使油菜的油酸含量上升到83%,這種轉(zhuǎn)基因油菜和一種突變體油菜(其油酸含量為78%雜交,結(jié)果可培育出油酸含量達87%的油菜新材料。在大豆中,對△15—亞油酰去飽和酶(⑦反義抑制,使其種子中亞油酸的含量提高了10%[11]。2.1.2脂肪酸鏈的終止中等長度的脂肪酸(C8~C12主要用于制造肥皂、去污劑和表面活性劑,其中月桂酸(C12為最理想的表面活性劑,但這些脂肪酸主要分布于熱帶植物中,如椰子樹和棕櫚樹等。美國Calgene公司為了改變靠進口椰子油和棕櫚油來生產(chǎn)月桂酸,從加州桂樹(Umbellulariacalifornia中發(fā)現(xiàn)一種特殊的酶(酯?!狝CP硫酯酶,如果植物中含有該酶,ACP上的脂酰鏈長度達C12時即終止合成反應。通過該酶的純化和氨基酸序列分析,分離其cDNA,現(xiàn)已獲得表達同一硫酯酶的油菜轉(zhuǎn)基因植株,并可產(chǎn)生出40%以上的月桂酸,而且轉(zhuǎn)基因植株的農(nóng)學性狀沒有明顯的變化,種子的產(chǎn)油率較高[12]。在Cuphealanceolata植物種子中癸酸(C10含量高達83%,從該植物中分離特有的硫酯酶基因并轉(zhuǎn)入油菜中,結(jié)果使油菜種子中含有1%的辛酸(C8和3%的癸酸[10]。2.1.3脂肪酸鏈的延長芥酸(C22∶1是具有廣泛用途的精細化工原料,除用作溶劑和潤滑劑外,還可精煉成有價值的產(chǎn)品,如香料、橡膠添加劑、十三烷二酸、高級工程塑料(如尼龍1313等[13]。但目前工業(yè)上芥酸的生產(chǎn)主要是以普通菜油為原料,其芥酸含量較低(30%~50%,且食用油菜育種日趨向零芥酸方向發(fā)展,因此嚴重限制工業(yè)芥酸的生產(chǎn)。如果通過現(xiàn)代生物技術(shù)使目前植物油中的芥酸含量由50%提高到90%以上,就會大大降低芥酸的生產(chǎn)成本,提高植物油在市場中的競爭力。要使種子中芥酸含量達90%以上,首先,必須引入具有鏈延長功能的特異性酶。芥酸的合成是以油酸(C18∶1為原料,在細胞質(zhì)中進行,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在油菜中是由2種延長酶的作用來完成[14],即C18∶1—CoA和C20∶1CoA延長酶。目前美國Calgene公司從Simmondsiachinensis植物(該植物種子含100%的液體蠟酯中分離出2個目的基因,期望對此酶進行修飾[15]。其次,還要考慮TAG組裝過程各種?;D(zhuǎn)移酶。因為即使芥酸產(chǎn)生了,是否全部能整合到甘油的三個羥基上還是疑問[5]。Bernerth等研究發(fā)現(xiàn),如果增加芥酰CoA的濃度(是油酰CoA的5倍,LPAAT在sn—2位上還是優(yōu)先使用油酰CoA,因此要想進一步提高油料植物中芥酸的水平,只提高細胞中芥酸CoA的濃度是不能根本解決問題,必須對LPAAT的性質(zhì)進行修飾[16]。2.2甘油三酯(TAG組裝酶油料種子通過Kennedy途徑合成TAG,大量的研究表明不同來源的G3PAT和DAGAT對酰基CoA的選擇性較小,而LPAAT則具有很強的選擇性。TAG的sn—1和sn—3位的?;愋秃艽蟪潭壬弦蕾囉诩毎麅?nèi)的酰基CoA組成含量,而sn—2位受LPAAT選擇特異性的高度限制,即在TAG的sn—2位上不接受C16或C18的飽和脂肪酸以及大于C18的不飽和脂肪酸[16]。但在自然界也有特例,如烏桕的種子中棕櫚酸含量高達71%,旱金蓮(Tropaeolumma2jus的芥酸含量為78%~82%[2]。這為基因工程創(chuàng)造單一的特高脂肪酸含量的新型油料植物提供了可行性證據(jù)。目前G3PAT已從椰子種子中分離純化[17],基因已被克隆[18],DAGAT已從大豆葉中分離純化[19]。通過對油菜、旱金蓮、大豆、玉米、棕櫚、蓖麻子和草地泡沫(Limnanthesalba等油料植物種子成熟過程的研究,發(fā)現(xiàn)只有草地泡沫植物中的LPAAT酶可使芥酸CoA與1—芥酸—3—磷酸甘油酯生成二芥酰磷脂酸,并可進一步生成三芥酰甘油酯[20]。這個特點對通過基因工程方法培育高芥酸油菜是相當重要的,因為傳統(tǒng)的育種方法培育的油菜芥酸含量最多不超過理論值66%。如果將草地泡沫的LPAAT基因轉(zhuǎn)入高芥酸的油菜中,理論上將會產(chǎn)生90%以上芥酸的油菜新材料,此項工作目前國內(nèi)外有關(guān)單位正進行研究,并有望5年內(nèi)培育出特高芥酸含量的新型油料植物。3結(jié)語目前,分子生物學家通過對植物脂肪酸生物合成的深入了解,運用分子遺傳操作技術(shù),不僅可設計出單一的特高含量的中、長鏈脂肪酸油料植物,而且可創(chuàng)建出特異性(如環(huán)氧脂肪酸、環(huán)鏈脂肪酸等高值產(chǎn)品的新型油料植物。因此,今后我們可從以下幾方面開展工作:①進一步拓寬目的基因源,來自細菌、動物和真菌的膜結(jié)合脂肪酸修飾酶均能在轉(zhuǎn)基因植物中發(fā)揮作用[21]。②通過對光合產(chǎn)物的流向進行控制,可直接生產(chǎn)出貯藏態(tài)油脂含量高的植物種子,幾乎不含有貯存蛋白和碳水化合物,這種種子可能不具有活力,但只需用化學方法或通過品種雜交便可獲得控制該品質(zhì)的油料作物[3]。③依據(jù)現(xiàn)有酶的結(jié)構(gòu),利用基因點突變產(chǎn)生新酶,以合成特異性的化學產(chǎn)品。隨著人們利用光能進行光合再生產(chǎn)以及植物代謝基因操作手段的積累,進一步擴展轉(zhuǎn)基因植物這種高效、低污染的化學工廠的生產(chǎn)能力是完全可能的。參考文獻1PrincenLH,PothfusJA.Developmentofnewcropsforindustrialrawmaterials,1984,61(2:281~2892王幼平,賈勇炯,羅鵬.某些特油植物資源的脂肪酸類型及用途.中國油料,1997,19(2:72~753OhlroggeJB.Designofnewplantproductsengineeringoffattyacidmetabolism.Plantphysiol,1994,104:821~8264GreenAG.Geneticcontrolofpolyunsaturatedfattyacidbiosynthesisinflax(Linumusitatissimumseedoil.Theorapplgenet,1986,72:654~6615MurphyDJ.Modifyingoilseedcropsfornon2edibleproducts.Tibtech,1992,10:84~876SomervilleC,BrowseJ.Plantlipids:Metabolism,MutantsandMembranes.Science,1991,252:80~8719王幼平等:植物脂肪酸代謝工程研究進展29中國油料作物學報1998,20(47StymneS,StobartAK,GladdG.Theroleoftheacyl2CoApoolinthesynthesisofpolyunsaturated182carbinfattyacidsandtriacylglycerolproductioninthemicrosomesofdevelopingsafflowerseeds.Biochim2icaetbiophysicaacta,1983,752:198~2088TopferR,MartiniN,SchellJ.Modificationofplantlipidsynthesis.Science,1995,268:681~6869YadavN,WierzbickiA,KnowltonSetal.In:NMurata,CRSomerville,eds.Biochemistryandmolec2ularbiologyofmembraneandstoragelipidsofplants.Rockville,MD:Americansocietyofplantphysiol2ogists.1993.60~6110KnutzonDS,ThompsonGA,RadkeSEetal.ModificationofBrassicaseedoilbyantisenseexpressionofastearoyl2acylcarrierproteindesaturasegene.ProcnatlacadsciUSA,1992,89:2624~262811HitzWD,YadavNS,ReiferRSetal.In:KaderJCandMazliakPeds.Plantlipidmetabolism.Netherlands:Kluwer,Dordrecht,1995,506~50912PollardMR,AndersonL,FanCetal.Aspecificacyl2ACPthioesteraseimplicatedinmedium2chainfat2tyacidproductioninimmatrecotyledonsofUmbellulariacalifornica.Archivesofbiochemistryandbio2physics,1991,284(2:306~31213周永明.油菜遺傳改良研究進展.國外農(nóng)學—油料作物,1996:1~614PollardMR,StumpfPK.BiosynthesisofC20andC22fattyacidsbydevelopingseedsofLimnanthesal2ba,chainelongationanddesaturation.Plantphysiol,1980,66:649~65215MoffaAS.Plantsaschemicalfactories.Science,1995,268:65916BernerthR,FrentzenM.Utilizationoferucoyl2CoAbyacyltransferasefromdevelopingseedsofBrassi2canapus(L.involvedintriacylglycerolbiosynthesis.Plantscience,1990,67:21~2817FritzPJ,KauffmanJM,RobertsonCAetal.Cocoabutterbiosynthesis,purificationandcharacteriza2tionofasolublesn2glycerol232phosphateacyltransferasefromcocoaseeds.Thejournalofbiologicalchemistry,1986,261(1:194~19918IshizakiO,NishidaI,AgataKetal.CloningandnucleotidesequenceofcDNAfortheplastidglycerol232phosphateacyltransferasefromsquash.EFBSletters,1988,238:424~43019KwanyuenP,WilsonRF.Isolationandpurificationofdiacylglycerolacyltransferasefromgerminationsoybeancotyledons.Biochimicaetbiophysicaacta,1986,877:238~24520LaurentP,HuangAHC.Organanddevelopmentspecificacylcoenzymealysophos2phatidatesinpalmandmeadowfoam.Plantphysiol,1992,99:1711~177521VoelkerTA,DaviesHM.AlterationofthespecificityandregulationoffattyacidsynthesisofEs2cherichiacolibyexpressionofaplantmedium2chainacyl2acylcarrierproteinthioesterase.Journalofbacteriology,1994,176(23:7320~7327熱激鍛煉對高溫脅迫下菊花生理代謝的影響李云,張鋼*,楊際雙*(河北農(nóng)業(yè)大學園藝學院,河北保定071001摘要:以菊花(Chrysanthemummorifolium品種‘神馬’的扦插苗為試驗試材,在40℃下對其進行8h的熱激鍛煉,然后在50℃下分別進行0,1,1.5,2,2.5和4h不同時間的高溫脅迫。通過對其相對電導率、丙二醛(MDA、脯氨酸(Pro和可溶性蛋白質(zhì)含量及過氧化物歧化酶(POD和超氧化物歧化酶(SOD活性的測定,研究了熱激鍛煉對菊花耐熱性的影響。結(jié)果表明,熱激鍛煉的菊花葉片相對電導率相對較小,MDA含量也相對少,而且保持了較高的可溶性蛋白質(zhì)和Pro含量及POD和SOD活性,說明熱激鍛煉在一定程度上提高了菊花幼苗的耐熱性。關(guān)鍵詞:菊花;熱激鍛煉;高溫脅迫;耐熱性中圖分類號:S682.1EffectsofHeatShockonPhysiologicalActivityofChrysanthemumunderHighTemperatureStressLIYun,ZHANGGang*,YANGJi-shuang*(CollegeofHorticulture,AgriculturalUniversityofHebei,BaodingHebei,071001,ChinaAbstract:Toinvestigatetheeffectsofheatshockontheheattolerance,thecuttingsofchrysanthemum‘JinBa’weretreatedat40℃for8hours,andthenthechangesofelectrolyticleakage,contentofmalondialdehydelevel(MDA,solubleprotein,proline(Proandactivityofsuperoxidedismutase(SODandperoxidase(PODweremeasuredafterhightemperaturestresswithdifferenttimes(1h~4h.TheresultsshowedthattheelectrolyticleakageandthecontentofMDAinleavestreatedwithheatacclimationwerelowerthanthoseofnon-treated,thecontentsofsolubleproteinandProandtheactivitiesofSODandPODkepthigherlevelscomparedwiththoseofcontrols.Theresultsindicatedthattheheattoleranceofchrysanthemumwasimprovedbyheatshock.Keywords:Chrysanthemummorifolium;Heatshock;Hightemperaturestress;Heattolerance.菊花(Chrysanthemummorifolium是原產(chǎn)于我國的菊科菊屬宿根性花卉,是世界四大切花之一。我國切花菊的生產(chǎn)部分用于出口,但是由于切花菊大多是秋菊,不耐高溫,我國許多地區(qū)在春夏之交時溫室和塑料大棚內(nèi)高溫危害日益突出,因此夏季切花菊的生產(chǎn)和出口出現(xiàn)斷檔。熱鍛煉提高植物耐熱性在許多植物上有報道[1,2,3],而未見過熱鍛煉對菊花耐熱性影響的研究報道。本試驗以菊花幼苗為研究對象,在熱激鍛煉后對其進行50℃高溫脅迫,通過對熱激鍛煉后菊花幼苗在熱脅迫下生理活性變化規(guī)律的研究,將有助于采取相應措施減輕高溫對菊花的危害,并通過揭示熱激鍛煉下菊花生理變化特點及特異性表現(xiàn),為熱激鍛煉提高植物抗逆性提供理論依據(jù),并為菊花的耐熱性鑒定提供科學簡捷的方法。1材料和方法1.1試驗材料供試材料為河北寶碩集團提供的菊花品種‘神馬’扦插苗(40天,2007年3月18日,在溫室中(25℃將扦插苗置于18cm×18cm的塑料缽中,每個塑料缽中栽4棵菊花幼苗。栽植用土為:蛭石:草炭土=1:1,其它按常規(guī)管理。1.2熱激鍛煉和熱脅迫處理隨機選取生長一致的菊花幼苗置于智能人工氣候箱中(PRX-450D-30,寧波海曙賽福試驗儀器廠,光照強度3000μmol·cm-2·s-1,相對濕度65%,進行40℃熱鍛煉8h,然后在50℃高溫下分別進行不同時間(0,1,1.5,2,2.5和4h的處理,以未經(jīng)熱鍛煉的為對照,隨后進行耐熱指標的測定。1.3測定指標與方法將扦插苗在50℃下分別進行0,1,1.5,2,2.5和4h的高溫脅迫后取出,用于各種指標的測定。1.3.1電導法測膜透性電導率的測定參考Ryypp?等[4]的方法,每個處理取5片葉,用打孔器(直徑為0.5cm避開葉脈部分打48個孔,樣本切后先用去離子水清洗,再平均置于3個盛有15mL去離子水的試管中,每個試管16片小圓片;裝好后用封口膜封口,室溫下靜置3h,之后用數(shù)字電導儀(DDSL-308,上海京科雷磁測定初電導值(C1;然后將試管置于沸水中煮沸20min,組織死亡和電解質(zhì)釋放完全后測定終電導值(C2。相對電導率(REL計算公式:REL=(C1/C21001.3.2MDA、SOD、POD和可溶性蛋白質(zhì)含量的測定每個處理取5片葉片,隨機稱取3個重復,每個重復稱取0.3g,將樣品在冰浴的研缽中研磨,加入1mLpH7.8的磷酸緩沖液轉(zhuǎn)移至離心管中,再加2mLpH7.8的磷酸緩沖液將研缽沖洗干凈。在10000×g下離心20min,粗酶液用于MDA、SOD、POD和蛋白質(zhì)含量的測定。MDA測定參考張憲政[5]的方法;SOD測定參考李柏林和梅慧生的方法[6],根據(jù)SOD抑制NBT的光化還原原理測定。POD測定參考李合生[7]的方法采用愈創(chuàng)木酚顯色法測定??扇苄缘鞍踪|(zhì)測定方法參考馬斯亮藍G-250染色法[8]。1.3.3脯氨酸含量的測定每個處理取5片葉片,隨機稱取3個重復,每個重復稱取0.3g。測定參考薛應龍[9]的方法。1.4統(tǒng)計分析根據(jù)測定的膜透性數(shù)據(jù),計算相對電導率,在Excel中作圖。用SPSS11.5(SPSSInc.,Chicago,Il.,U.S.A.軟件的One-wayANOVA分析不同時間處理的熱鍛煉和對照的相對電導率,SOD和POD活性,MDA,蛋白質(zhì)和Pro含量的平均值差異是否顯著。2結(jié)果與分析2.1熱激鍛煉對熱脅迫下菊花葉片MDA含量和相對膜透性的影響在50℃脅迫0~4h范圍內(nèi),熱激鍛煉的扦插苗葉片中MDA含量變化趨勢大體與對照一致,呈現(xiàn)出先上升再下降(0~1.5h,再上升后又下降的趨勢(2~4h。但是熱激鍛煉的MDA含量比對照低,在1和2.5h時最為顯著(p<0.05(圖1。MDA是膜脂過氧化產(chǎn)物之一,熱激鍛煉抑制了MDA含量的增大,說明熱激鍛煉減弱了膜脂的過氧化作用,延緩了高溫對細胞結(jié)構(gòu)的破壞,提高了植物體對高溫的耐忍性。在50℃脅迫0~4h范圍內(nèi),熱激鍛煉的葉片相對電導率始終低于對照。在1,2,2.5和4h熱激鍛煉的相對電導率與對照的差異都顯著(p<0.05(圖1。在0~1.5h期間熱激鍛煉和對照的相對電導率都是先上升后下降,在短暫的時間內(nèi)機體可能是經(jīng)歷了一個逐漸適應高溫環(huán)境的過程。1.5h后熱激鍛煉的葉片相對電導率呈現(xiàn)出先緩慢下降又緩慢上升的趨勢,而在此過程中對照則一直緩慢上升,且上升幅度較大。相對電導率的增高,是膜透性增大的緣故,熱激鍛煉后的扦插苗相對電導率比對照低,說明熱激鍛煉在一定程度上緩解了菊花幼苗葉片膜損傷程度。2.2熱激鍛煉對熱脅迫下菊花葉片POD和SOD活性的影響在高溫脅迫0~4h范圍內(nèi),熱激鍛煉的菊花葉片中POD活性先逐漸升高,2.5h后下降,且在整個熱脅迫過程中始終高于對照(圖2。對照沒有明顯的POD活性升高過程。這意味著在熱脅迫初期,經(jīng)熱激鍛煉的菊花幼苗可通過自身調(diào)節(jié)機制,提高POD酶活性以適應環(huán)境脅迫。隨著脅迫時間的延長,菊花幼苗自身調(diào)節(jié)能力己經(jīng)減弱,內(nèi)源抗氧化酶系統(tǒng)清除活性氧能力下降。但相對于對照,高溫脅迫下熱激鍛煉處理使細胞內(nèi)POD保持了較高的活性。熱激鍛煉的菊花幼苗SOD活性在50℃脅迫過程中變化比較平穩(wěn),且在1~2h期間低于對照。熱脅迫2h時,對照的葉片SOD活性急劇下降(圖2,而熱激鍛煉的菊花幼苗葉片SOD活性下降幅度較小。2.3熱激鍛煉對熱脅迫夏菊花葉片可溶性蛋白質(zhì)和Pro含量的影響熱激鍛煉的菊花幼苗在50℃脅迫0~4.0h期間都具有較高的可溶性蛋白含量,在1~2.5h期間顯著高于對照(p<0.05(圖3。在整個熱脅迫過程中,熱激處理和對照的可溶性蛋白含量在0~1h期間都呈現(xiàn)出急劇上升的趨勢,可能是植物應急反應,急劇合成熱激蛋白的緣故。而在1~4h期間,熱激處理和對照的可溶性蛋白含量變化呈現(xiàn)出不同的趨勢。熱激處理的可溶性蛋白含量在2h時略有降低,但沒有達到顯著水平(p>0.05,總體來說變化平穩(wěn);對照在此期間卻出現(xiàn)先下降后上升現(xiàn)象,這可能是因為脅迫的加重使蛋白合成受阻,植物體內(nèi)可溶性蛋白結(jié)構(gòu)遭到破壞降解,當植物體恢復調(diào)節(jié)能力時蛋白含量又表現(xiàn)為緩慢上升。在50℃脅迫下,熱激鍛煉和對照的Pro含量相對于脅迫0h都升高了,但熱激鍛煉的Pro升高幅度大于對照(圖3。脯氨酸與構(gòu)成蛋白質(zhì)的其它氨基酸不同,它含有亞氨基。游離脯氨酸能促進蛋白質(zhì)水合作用,可維持細胞結(jié)構(gòu)、細胞運輸和調(diào)節(jié)滲透壓。較高的Pro含量間接降低了熱脅迫下細胞電解質(zhì)的大量外滲,減緩了高溫對植物體的傷害,在一定程度上提高了菊花的耐熱性。3討論本實驗結(jié)果表明,熱激鍛煉對熱脅迫下菊花生理代謝產(chǎn)生了影響,使葉片相對電導率相對較小,MDA含量也相對少,而且保持了較高的可溶性蛋白質(zhì)和Pro含量及POD和SOD活性,在一定程度上提高了菊花幼苗的耐熱性。經(jīng)過熱激鍛煉的菊花幼苗在熱脅迫4h時細胞膜透性僅相當于對照在熱脅迫1.5h時的水平,顯著低于對照在熱脅迫4h時的細胞膜透性(p<0.05)(圖1),并且在熱脅迫過程中經(jīng)過熱激鍛煉的菊花幼苗膜透性變化比對照平穩(wěn),這可能與熱脅迫過程中熱激鍛煉的菊花幼苗維持了較高的SOD和POD活性有關(guān)。因為SOD是抗氧化酶系的核心酶,能有效清除超氧陰離子對質(zhì)膜的攻擊;POD能馬上清除植物體內(nèi)積累的H2O2,避免了H2O2形成氧化能力極強的·OH,而·被認為是膜脂過氧化的啟動者[10]。較高的SOD和POD活性對細胞起OH到了保護作用,這些可能是熱激鍛煉提高菊花幼苗耐熱性的重要原因。本研究結(jié)果與耶興元[1]等對獼猴桃的研究結(jié)果一致,熱激鍛煉維持了較高的SOD和POD活性。但是,吳國勝等研究大白菜(Brassicacampestrisssp.pekinensis)時發(fā)現(xiàn)熱激后POD活性下降,SOD活性[11]先提高后下降,與本研究的結(jié)果不十分一致。由此可見,不同植物對于熱激鍛煉的反應有一定差異。熱激鍛煉處理相對于對照使菊花幼苗在熱脅迫過程中維持了較高的可溶性蛋白含量(圖3),可能是熱激鍛煉誘導植物體合成了熱激蛋白的結(jié)果。有研究表明熱激蛋白與細胞的抗熱性有關(guān),而細胞抗熱與生物膜熱穩(wěn)定性有關(guān),產(chǎn)生的熱激蛋白富積到細胞膜組分中,有可能起到了防止生物膜受熱破碎的作用[12]。而熱激鍛煉維持了較高的可溶性蛋白含量,在阻止細胞電解質(zhì)外滲方面可能起到了更加積極的作用,從而提高了菊花幼苗的耐熱性。本研究中熱激處理菊花幼苗的可溶性蛋白含量在高溫脅迫1h后急劇上升,之后基本沒有下降(p>0.05),呈現(xiàn)出比較穩(wěn)定的狀態(tài)(圖3),這與前人研究的其他植物中無論經(jīng)過熱激鍛煉,還是未經(jīng)熱激鍛煉的高溫脅迫下蛋白質(zhì)含量均出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象有所不同[2,13,14]。因此,今后熱激鍛煉對菊花熱激蛋白表達的影響有待于進一步研究。參考文獻:[1]耶興元,范宏偉,仝勝利,馬鋒旺.熱激鍛煉誘導獼猴桃耐熱性研究J.果樹學報.2005,22(6:630-633.[2]何亞麗,劉友良,陳權(quán),卞愛華.水楊酸和熱鍛煉誘導的高羊茅幼苗的耐熱性與抗氧化的關(guān)系J.植物生理與分子生物學報,2002,28(2:89-95.[3]周人綱,樊志和,李曉芝,王占武,韓煒.熱鍛煉對小麥葉片細胞膜及有關(guān)酶活性的影響J.作物學報,1995,21(5:568-572.[4]Ryypp?A,RepoT,VapaavuoriE.DevelopmentoffreezingtoleranceinrootsandshootsofScotspineseedlingsatnonfreezingtemperaturesJ.CanJForRes,1998,28:557-565.[5]張憲政.植物生理學實驗技術(shù)M.沈陽:遼寧科學技術(shù)出版社,1989,310-312.[6]李柏林,梅慧生.燕麥葉片衰老和活性氧代謝的關(guān)系J.植物生理學報,1989,15(1:6-12.[7]李合生.植物生理生化實驗原理與技術(shù)M.北京:高等教育出版社.2000.6[8]WhithamS,Dinesh-kumarSP,ChoiD,HehlR,CoorC,.BakerB.TheproductofthetobaccomosaicvirusresistancegeneN:similaritytotollandtheinterleukin-1receptorJ.Cell,1994,78:1101-1115.[9]薛應龍.植物生理學實驗手冊M.上海:上??茖W技術(shù)出版社.1985.[10]蔣明義,荊家海.植物體內(nèi)羥自由基的產(chǎn)生及其與脂質(zhì)過氧化作用啟動的關(guān)系J.植物生理學通訊,1993,29(4:300-305.[11]吳國勝,曹婉紅,王永健.細胞膜熱穩(wěn)定性及保護酶和大白菜耐熱性關(guān)系J.園藝學報,1995,22(4:352-358.[12]劉箭,楊曉賀,吳顯榮.菜豆熱激蛋白在生物膜上的定位J.植物學報,1995,37(2:87-90.[13]陳培松,郁松林,詹妍妮.茉莉酸和高溫鍛煉對葡萄幼苗耐熱性及其抗氧化酶的影響J.生命科學研究,2006.10(3)238-243.[14]KratschHA,WiseRR.TheultrastructureofchillingstressJ.PlantCellEnviron,2000,23:337-350.本文創(chuàng)新點:熱鍛煉提高植物耐熱性在許多植物上有報道,而未見過熱鍛煉對菊花耐熱性影響的研究報道。本試驗以菊花幼苗為研究對象,在熱激鍛煉后對其進行50℃脅迫,通過對熱激鍛煉后菊花幼苗在熱脅迫下生理活性變化規(guī)律的研究,將有助于采取相應措施減輕高溫對菊花的危害,并通過揭示熱激鍛煉下菊花生理變化特點及特異性表現(xiàn),為熱激鍛煉提高植物抗逆性提供理論依據(jù),并為菊花的耐熱鑒定提供科學簡捷的方法。7簡報第46卷第23期2001卑12月講學屯矗一氧化氮對鹽脅迫下小麥葉片氧化損傷的保護效應阮海華沈文飚4葉茂炳徐朗萊南京農(nóng)業(yè)大學理學院.南京2100954聯(lián)系^.Email:wbshenh@sohucom)姍日摘要從葉綠素、MDA和質(zhì)膜相對透性3個方面的受化證實了0l和ImmolKL的一氧化氪(nitricoxide,NO)供體硝普鈾(sodiumnitropmsside,SNP)分別對150和300mmol/LNaCI脅迫下的小麥(TriticumaestivarnLj葉片氧化損傷有明顯的緩解燕應NO能夠顯著誘導鹽脅迫下小麥葉片SOD和CAT活力的上升,延緹o;一和H202的積累,同時促進抗氧化物質(zhì)脯氧酸的含量上升,從而減輕鹽脅迫下小麥葉片的氧化損傷關(guān)鍵詞小麥鹽脅迫一氧化氮氧化損傷保護我國有2.00I×107ha鹽荒地和6.67×10。ha鹽漬化耕地.約占可耕地面積的25%…鹽害是目前制約作物產(chǎn)量的主要逆境因素之一,因此提高植物的耐鹽性是植物抗逆研究的重要課題已知鹽逆境脅迫條件下植物細胞葉綠體和線粒體電子傳遞中泄露的電子增加.活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)大量產(chǎn)生,并導致細胞內(nèi)的氧化損傷,引起葉綠素降解、膜結(jié)構(gòu)損傷、蛋白質(zhì)變性、核酸斷裂,甚至細胞死、L【?。梢谎趸ǎ睿椋簦颍椋悖铮椋洌?,NO)是生物體中一種重要的氧化還原信號分子和毒性分子,也是一種活性氮(reactiveni”ogenspecies,RNS)在植物體內(nèi)主要通過一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase.NOS.EC1.1413.39)和硝酸還原酶(nitratereductase.NR,EC1.6.6.1/2)催化臺成‘1….以動物為材料的研究表明,NO對生物體的作用具有雙重性一方面,低濃度NO能迅速清除超氧陰離子(oi)和脂質(zhì)自由基(R‘),阻斷包括脂質(zhì)過氧化在內(nèi)的ROS參與的各種傷害效應,而且能誘導抗氧化酶基因的表達,從而具有保護作用”“;另一方面,高濃度NO與O:相互作用生成大量的過氧亞硝酸陰離子(一OONO),后者質(zhì)子化再形成具有強氧化性的過氧亞硝酸(HOONO),破壞生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能,最終具有生物毒性∞J.Beligni等人【71提出NO對植物體也同樣具有雙重性,且與植物細胞的生理條件和NO濃度有關(guān),并進一步證實了外源NO能緩解馬鈴薯因噴施敵草快(diquat)和百草枯(paraquat)兩種除草劑而引起的ROS介導的氧化傷害“1最近.Mata等人”1還發(fā)現(xiàn)NO能夠通過誘導小麥的氣孔關(guān)閉來提高其抗旱性本文報道了外源NO對鹽脅迫下www.sc|ch|na.corn小麥葉片氧化損傷的保護作用,并初步研究了相關(guān)機理.1材料與方法(i)材料培養(yǎng)與處理小麥(TriticumaestivumL)品種為揚麥158種子經(jīng)0.1%HgCl2消毒,25℃浸種,催芽挑選露白一致的種子用Hoagland溶液進行水培,自然光照,至小麥幼苗長至兩葉一心期進行處理處理方式如下:0.Hoagland溶液:1含150mmol/LNaCl的Hoagland溶液:2含】50mmol/LNaCl及0.1mmol/LSNP的Hoagland溶液:3.含0Immo|/LSNP的Hoagland溶液;4.含300mmol/LNaCI的Hoagland溶液:5.含300mmol/LNaCl及1mmol/LSNP的Hoagland溶液;6.含lmmol/LSNP的Hoagland溶液.每個處理設3個重復,每天更換1次處理液.在處理后的第0,2,4.6,8天時取葉片進行相關(guān)測定(ii)測定方法.葉綠素、MDA和質(zhì)膜相對透性的測定分別參照Beligni等人¨0]、許長成等人…’和劉寧等人”21的方法CAT和SOD活力測定:0.5g葉片按l:5(質(zhì)量體積比)加入酶提取液(0.05mol/LpH7.8的磷酸緩沖液.含2%的PVP),冰浴研磨勻漿,4℃冷凍離心(10000xg,30min),上清液即為粗酶液.CAT活力測定參照Durner等人[|”的方法并加以改進,3mL的反應體系中吉005mol/L磷酸緩沖液(pH7.O)和10uL30%的H102,最后加入適量的酶液啟動反應,反應開始后迅速測定A“o。。值的變化SOD活性測定按照Fridovich等人【14l的NBT光化還原法,以抑制氮藍四唑(NBT)光化還原50%的酶量為一個酶活力單位(u).H202含量的測定:參照劉俊等人【1“的Ti—PAR丙993萬方數(shù)據(jù)褂掌丘扛第46卷第23期2001年12,El簡tit酮莘取濁測定POD活力的測定:0.5g葉片按l:5(質(zhì)量體積比)的比例加人酶提取液(005mo//LpH8.7的硼酸緩沖液,含2mmol/L的亞硫酸氫鈉),冰浴研瞎勻漿.4℃冷凍離心【10000。g.30rain).活力測定咀Hammerschmid!等人¨“的方法稍加政進,反應體系以愈創(chuàng)木酚(O.25%j平口過氧化氫(O75%j為底物,適量酶液啟動反應.測定46011111吸光值的}升.0:一產(chǎn)生速率測定:參照王愛國等人““的方法.5g葉片加10mL0.065mol/L磷酸緩沖液.研磨勻漿,411冷凍離,C,(5000og.10min)1mL上清液加入0.1mL10mmol/L羥胺,15氣保溫20rain后再加入1mL17mmol/L對氨基苯磺酸和1mL7mmoi/LⅡ一萘酚,25屯保溫20rain,正丁醇萃取,測定530DE光吸收.脯氨酸及蛋白質(zhì)含量測定參照張殿忠等人fJ“和Bradford【19]的方法.2結(jié)果與分析2.1NO對鹽脅迫下小麥葉片氧化損傷的保護作用葉綠素含量的變化如圖1(a)所示結(jié)果表明,在正常生長條件下的小麥葉片葉綠素含量變化不大,2468i熬圈1NO對鹽脅迫下小麥葉片葉綠素fa)和MDA(b)含量變化的影響0。6見材料與方法li)9940.1和lmmol/L的NO供體SNP也沒自明顯影響葉綠索的含量.在鹽逆境條件下.隨著不同濃度NaCI處理時間的延長,小志葉片葉綠素含量均表現(xiàn)逐漸下降:而NO處理能夠明顯延緩鹽脅迫下葉綠素的降解,例如01和1mmol/L的NO供體SNP處理8d時分別將對應鹽脅迫處理下的葉綠索含量提高了56%和98%與對照相比.MDA含量隨鹽脅迫強度的升高和處理時間的延長而上升,其中在脅迫第8天時.300mmol/LNaCl處理的小麥葉片MDA含量比l50mmot/LNaCI處理增加了43%.同時0I和lmmoI/LSNP處理對MDA含量變化的影響不大.但明顯分別緩解了鹽脅迫下小麥II}片MDA的積累(圖1『b)),表明NO可以減輕由于鹽脅迫而造成的膜脂過氧化作用質(zhì)膜相對透性的變化(圖2)基本上也與MDA的結(jié)果相一致.正常生長條件和不同濃度SNP處理對質(zhì)膜相對透性的影響也不大.而鹽脅迫明顯提高了質(zhì)膜相對透性,例如150和300mmol/LNaCI處理第2天時使小麥葉片質(zhì)膜相對透性從15%r升到30%和4I%,到第8天時,質(zhì)膜相對透性又增加到48%和90%:而相應的0l和lmmol/LSNP處理!和8d時,則分別將質(zhì)膜相對透性降低至21%和35%以及40%和57%.說明NO處理后使小麥葉片細胞膜的離子滲漏減少,進一步證明了NO對細胞膜結(jié)構(gòu)的保護作用圖2NO對鹽脅迫下小麥葉片質(zhì)膜相對透性變化的影響O一6吣材料與方法c1)2.2NO對鹽脅迫下小麥葉片活性氧清除能力的調(diào)節(jié)o;一產(chǎn)生速率的測定結(jié)果表明,正常爿?長條件的小麥葉片的o;一產(chǎn)生速率變化很小,不同濃度SNP處理則略為降低了o:的產(chǎn)生相反,鹽脅迫處理明w.wiwscichina.COrn蓮掣蛔矗掣型蜓如M如”㈨¨o萬方數(shù)據(jù)簡報第46卷第23期2001年12月講學屯扛顯提高了o:一的產(chǎn)生速率,并在處理的第2天達到最大.而0.1和lmmol/LSNP則顯著降低了鹽脅迫處理下O:的產(chǎn)生,例如處理2d時的0:一產(chǎn)生速率分別降低了38%和45%:以后隨著處理時間的延長,SNP處理株o:產(chǎn)生速率仍低于相對應的鹽脅迫處理(圖3fa)).圖3(bJ的結(jié)果表明,150和300mmol/LNaCI脅迫下小麥葉片SOD的變化是不同的.150mmol/LNaCl脅迫使小麥葉片SOD活力上升,而300mmol/LNaCl則導致SOD活力的迅速下降經(jīng)NO處理后均明顯提高了兩種鹽脅迫下的SOD活力,其中在處理第2天時.01和ImmolJLSNP分別將SOD的活力提高了26%和63%.另一方面,0l和lmmol/LSNP也能夠略為提高正常生長條件下小麥葉片的SOD的活力,例如處理8d時SOD活力分別增加了54%和7-8%.H:O:含量的測定結(jié)果見圖4(a).在正常生長條件下,01和1mmol/LSNP對小麥葉片H202的影響相對較小而不同鹽濃度處理舌H:02的含量隨著脅圖3NO對鹽脅迫下小麥葉片o:產(chǎn)生速率(a)和SOD活力(b)變化的影響0-6見材料與方法fi1Www.scIchlna.corn迫時間和強度的增加而增加,SNP處理則明濕緩解?。龋玻?!的累積其中I50mmol/LNaCI脅迫處理8d時H202含量從處理開始的6.7U.mol/gFwr升到211l-tmollgFW;而用0】mmol/LSNP處理則將H!02的含量下降到10.2gmol/gFW;同樣1mmol/LSNP處理8d將300mmol/LNaCI脅迫下的H!02含量降低了72%.弘E3盱托Cii蜀只姆8天數(shù)024b王打圖4NO對鹽脅迫下小麥葉片H202含量Ia,.CAT活力(b)和POD活力(c)變化的影響0~^見村料與力;圭(i995臥0擅?!蕖t?。酋.,.曩擅一矗:m霜m㈦單"如”如”Ⅶ;萬方數(shù)據(jù)講學屯盤第46卷第23期2001年12月簡報圖4的結(jié)果還表明,正常生長條件下的小麥葉片C.町和POD活力均有一定程度的上升.0.】和ImmoL"LSNP分別處理6d內(nèi)CAT活力呈下降趨勢.以后又開始恢復:而不同濃度的SNP對小麥葉片POD活力的影響則相對不大.另一方面,在小麥鹽脅迫過程中,CAT和POD活力的變化也是不同的.CAT活力在兩種鹽濃度脅迫條件下均隨時間的延長呈下降趨勢,SNP處理則明顯提高了CAT的活力(圖4(b)),例如0.1mmol/LSNP處理150mmol/LNaCI脅迫下的小麥葉片2d時,將其CAT活力提高了52%:而lmmol/LSNP處理使300mmol/LNaCI濃度下的CAT活力從1576卜升到2】】4A42帥。。?rain?mg叫Pr.圈4fc)的結(jié)果則表明.從處理開始到第4天時兩種鹽濃度的POD活力均略為下降,以后又有所上升,而SNP處理對其也無明顯影響上述結(jié)果表明,NO處理明顯提高鹽脅迫下H:02的清除能力主要是通過對CAT活力的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)的.2.3NO對鹽脅迫下小麥葉片脯氨酸含量的影響脯氨酸是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物和抗氧化物質(zhì),其含量的變化如表1所示結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常生長條件的小麥葉片脯氨酸含量基本上呈平穩(wěn)狀態(tài).另一方面,小麥葉片的脯氨酸含量在鹽脅迫下的累積,隨脅迫強度的增加和處理時間的延長而加劇,而NO能夠起進一步的促進作用.例如0.1和1mmol/LSNP處理分別將150和300mmol/tNaCI脅迫8d時的脯氨酸含量提高了85%和1l3%;而在正常的生長條件下,0.1和Immo/s'LSNP略為提高脯氮酸含量,分別為12%和5%3討論SNP是一種重要的NO供體,Delledonne等人”…證明0.5mmol/L的SNP約能產(chǎn)生2.0Umol/L的NO我們從葉綠素、MDA和質(zhì)膜相對透性3個方面的變化,證實了外琢低濃度NO對小麥鹽脅迫具有明顯的緩解作用例如0.1和1mmol/L的SNP處理明顯緩解了鹽脅迫下小麥葉片的葉綠素降解,降低了,MDA含量累積及質(zhì)膜相對透性的上升(圖l和2)蔣明義等人”“已經(jīng)證實滲透脅迫下葉綠素的降解主要與活性氧的氧化損傷有關(guān).水分脅迫下活性氧的大量產(chǎn)生還會加?。停模恋姆e累122]而質(zhì)膜相對透性的增加則與脂質(zhì)過氧化作用呈顯著正相關(guān)””.因此推測低濃度NO對小麥葉片鹽脅迫氧化損傷的緩解作用可能與其對活性氧代謝的影響有關(guān).我們發(fā)現(xiàn)在正常生長條件下.NO略為降低J’O:的產(chǎn)生速率,而鹽脅迫下NO則明顯降低了小麥葉片的o:的生成,誘導SOD話力的上升,而且O:含量的變化也基本與SOD活力的變化相對應(圖3Jr述結(jié)果同以動物為材料的研究也是基本相一致的””Clark等人ⅢI推測NO可Ll通過直接與血紅素鐵結(jié)合形成鐵離子一亞硝?;鶑秃衔飦砜赡嬉种茻煵萑~片CAT的活力;我們也發(fā)現(xiàn)在正常生長條件下,NO處理后小麥葉片CAT活力先呈下降趨勢,以后又開始恢復.上述研究結(jié)果的差異可能與不同植物材料和分布于不同部位的CAT同工酶對NO敏感性差異有關(guān),也不排除NO作為信號分子誘導小麥葉片中某些CAT同工酶基因在一定條件下表達的可能性進一步的研究還表明,鹽脅迫下NO明顯延緩小麥葉片H:O:的累積主要與其可以提高CAT的活力有關(guān)(網(wǎng)4)已經(jīng)知道0:一與H,02及CAT形成復合物l或與CAT直接形成復合物Ⅱ和Ⅲ.而這些CAT的鈍化形式可以抑制CAT的活力J251因此NO延緩鹽脅迫下小麥葉片O:一的積累對于維持較高的CAT活力也是有利的(圖3)?OH是導致葉綠素降解和脂質(zhì)過氧化的主要因素,而0:和H,02可以通過Haber—Weiss和Fenton反應導致?OH的產(chǎn)生,推測NO通過延緩鹽脅迫下小麥葉片07和H20:的積累來降低?OH的生成.表lNO對鹽脅迫下小麥葉片晡氨酸(腱?g“)積累的影響”1996aI表中數(shù)值為3濃重復的平均值www.sclehlna.com萬方數(shù)據(jù)簡報第46卷第23期2001年12月講譬血矗從向緩解小麥葉片鹽脅迫的氧化損傷;此外,NO對植物細胞鐵離子水平的調(diào)節(jié)也會影響Fenton反應"…鹽脅迫下植物體內(nèi)大量積累的脯氨酸除作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外.還包括在清除ROS、提高抗氧化能力、穩(wěn)定大分子結(jié)構(gòu)、降低細胞酸性以及解除氨毒等方面起重要作用.宗會等人1271報道了晡氨酸參與緩解稻苗干旱、鹽脅迫的過程與ca“信號系統(tǒng)有關(guān),而NO信號轉(zhuǎn)導途徑也涉及了ca。信使系統(tǒng)口….我們的實驗結(jié)果還表明,NO對小麥鹽聃迫氧化損傷所具有的緩解作用也可能與其對脯氨酸的調(diào)節(jié)有關(guān)(表1)由于NO是植物體內(nèi)正常代謝的副產(chǎn)物,如果能從調(diào)節(jié)體內(nèi)NOS和NR等NO合成酶的活性人手.適當提高內(nèi)源NO的水平,對于有救緩解鹽脅迫的氧化傷害將更具有實踐意義.參考文獻I王寶山鄒琦NaCI脅迫對高粱根、葉鞘和葉片液泡膜ATP酶和焦磷酸酶括性的髟響植物生理學報,2000,26(3):18I—1882ScandaIiosJGOxygenstressandsuperoxidedismutasesPlantPhysiol,1993,101fll:7~123WeadehenneD,PuginA,KlessigDFNitricoxidecomparativesynthesisandsignalinginanimalandplantceLLsTrendsPlantSci.2001614):】77-l834YamasakiH,ShaniohiSuTakahashiSAnalternativepahwayfornitricoxideproductioninplant:newfeatureofanoldenzymeTrendsPlantSci.1999.4(4):】28一I295KelmM,DahmannR,WinkDThenitricoxidelsuperoxidcassayinsightsintothebiologicalchemistryoftheNO/0;interactionJBiolChem1997.272(1519922—99326FrankgKampferHPoddaIvlidentificationofcopper/zincsuperoxidedismutaseasaiiirricoxide—regulatedgeneinhumantHaCaT)herainocytes:implicationsforkeratinocyteprolifemdonBiochemJ2000346(3):719—7287BeligniMVLamattinaLIsnitricoxidetoxicorprotective?nendsPlantSci,1999.4f8J299-3008BeligniMV.LamattinaLNitricoxideprotectsagainstcellulardamageproducedbymethy]viologenherbicidesinpotatoplantsNitricOxide,1999.3(3J199—2089MaleCG.LamattlnaLNitricoxideinducesstomatalclosureandenhancestheadaptiveplantresponse,againstdroughtstressPIHnlPhysiot、200I.126{3l:【196-1204nBeligniMVLamartineLNitricoxidecounteractscytotoxicprocesse,reediatedbyreactiveoxygenspecie^inplanttissuesPlanta.1999,208(3)"7—344許最成,趙世杰鄒琦植物膜脂過氧化水平硫代巴比妥酸鍘www.scichlna.corn定方法中的十擾因素植物4理學通訊.i9982915}{^I~{b312劉寧.高乇蘼.良彩霞滲透脅迫下多北黑釜草葉r勺吐輯化物酶恬性和脯氨酸臺量【I砭質(zhì)膜相對透l生的變化植物7}理學通訊.2000、36(】1:|I~14I3DurnerJKlessxgDFgelicylicacidl^amodulalotnltobaccoandmammaliancataluKeHJBiolChem.】996.27II,t5I28492-2850214FridovichIBeauchampCSupemxidedi…[aseimpr,lvedassaysanda¨assayapplicableloacDlamidegel、^nalBlochem197|L44f21:276~28715劉俊呂波.豫朗萊一種改進的鍘定葉片中H.O?禽量的方往生物化學與生物物岬研究進展2000,27(5J:548~551)16HammerschmidtRNucklesEMKucJAs54)tqa[ion¨renhancedperoxidaseactivitynllhinducedsystemicre‘_1I、taltce¨rcucutubertocolletotrchumlagenariumPhysiolP]antPath()1.198220:73—8217王愛國,羅廣華植物的超氧物自由基與羥特廈直的定量關(guān)系植物生理學通訊.I9911.(6155—57lg張殿忠.飪沛洪.趙會賢測定小麥葉片游離晡氡酸的方法植物生理半通訊.1990.(4162—65】9BradfordMWArapidandsensitivemethodforthequantitationofmicrogramquantitie、proteinusingtheprmtipleofprotein‘dyebindingAnalBiochem、1916,72(I-2):248~25920DeliedonneMXiaYJDi.x.onRAeta】Nilric¨、ldefunctionaxasignalinplantdiseaseresistanceNature190839416693)。585 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