杜鹃对SO_2胁迫的抗氧化防护效应

以SO2耐受性植物杜鹃(Rhododendron sp.)为材料,在2个高浓度SO2熏气后,检测了叶组织中丙二醛(MDA)、可溶性蛋白和叶绿素含量以及抗氧化酶活性.结果表明:40和80mg?m-3SO2熏气4h(1d)后,杜鹃叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和MDA含量均分别比对照显著增加了11.26%、11.86%和73.32%、76.43%;随熏气时间的延长,SOD、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性持续增高,且SOD和CAT活性显著高于对照,MDA含量逐渐降至对照水平;SO2熏气导致叶片可溶性蛋白含量显著降低,但叶绿素含量却无显著改变.熏气后恢复期间,抗氧化酶活性相对降低,可溶性蛋白含量恢复至对照水平.研究发现,杜鹃对SO2的耐受性与细胞中抗氧化酶活性的诱导性增强有关,抗氧化能力增强是植物适应SO2胁迫的重要原因.

铬在小鼠体内的蓄积效应与毒性

铬的工业用途很广,主要用于金属加工、电镀、制革等行业,这些行业排放的三废导致了环境铬污染,对环境生态和人体健康造成危害。为探究铬对动物的毒性作用,选择昆明种纯系小白鼠作为受试生物,研究六价铬在小鼠体内的蓄积效应及毒性。结果显示,饮用水中一定浓度的六价铬(15~70 mg·L-1)可抑制小鼠体重的正常增长,染毒30 d后,小鼠肝脏和肾脏脏器系数下降,脾脏和脑的脏器系数提高;总铬含量在心脏和脾脏中增高,其他脏器中无明显蓄积效应;铬染毒组小鼠骨髓细胞活性氧水平提高,骨髓嗜多染红细胞微核率显著增高。结果表明,通过饮水摄入六价铬可造成小鼠肝肾损伤,心脏和脾脏内铬蓄积,并通过活性氧损伤效应破坏机体的遗传稳定性。

二氧化硫胁迫导致拟南芥防护基因表达改变

研究SO2熏气对拟南芥细胞中mRNA和蛋白质表达的影响,分析植株对逆境胁迫的响应机制。结果表明,30mg.m-3SO2熏气72h后拟南芥地上组织中差异表达1倍以上的基因有494个,其中抗氧化酶、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、硫氧还蛋白等多种与逆境生理关系密切的基因表达上调;2.5～30mg.m-3SO2熏气可导致超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和GST的活性诱导性增高,SOD、CAT同工酶谱带特征改变。研究结果表明,SO2胁迫能够诱导拟南芥中防护基因在mRNA和蛋白质表达水平的改变,这些基因的差异性表达可能对逆境生理过程有益。

焦亚硫酸钠对酵母细胞的毒性作用

为探讨焦亚硫酸钠的保鲜防腐机制,采用毒理学方法研究保鲜剂对酵母细胞的毒性效应。结果表明：在100~1 000μmol/L浓度范围内,焦亚硫酸钠可抑制酵母细胞生长分裂,诱发细胞死亡;随着焦亚硫酸钠浓度升高和作用时间延长,其对酵母细胞的毒性效应也逐渐增强。经100μmol/L焦亚硫酸钠作用2 h后,酵母细胞生长曲线与对照组产生差异;300μmol/L焦亚硫酸钠处理6 h后,酵母细胞死亡率显著高于对照组,用抗坏血酸或LaCl3预处理可阻止焦亚硫酸钠诱发的酵母细胞死亡,表明焦亚硫酸钠通过诱导酵母细胞内活性氧和Ca2＋水平升高来引发细胞死亡。研究还发现,相同浓度的焦亚硫酸钠作用后,pH 4.0组酵母细胞的死亡率明显高于pH 7.0组,即酸性环境能增强焦亚硫酸钠对酵母细胞的毒性作用,有助于保鲜剂的抑菌防腐。

GFP工程酵母菌的构建及其对Cu^(2+)的荧光响应

从酿酒酵母基因组DNA中克隆到金属硫蛋白启动子(PCUP1)片段,将绿色荧光蛋白(GFP)基因置于PCUP1的调控下,构建重组质粒pCUP9K-GFP,并通过氯化锂法转化毕赤酵母,获得工程菌株。工程菌细胞及其发酵液中可检出GFP荧光,表明PCUP1能启动外源基因GFP转录,使工程菌表达并分泌GFP。研究发现,工程菌培养液中分别加入10μmol/L的铜、铬、镉和砷离子后,铜处理组GFP荧光强度明显增加,其余三种离子对工程菌荧光强度影响不大;用铜离子诱导后,工程菌发酵上清液的荧光强度明显增强,并与铜离子浓度(0～1mmol/L)呈正相关。研究表明,该工程菌中启动子PCUP1受铜离子诱导,GFP的表达对铜离子具有剂量依赖性,在一定浓度范围内,GFP荧光强度与铜离子浓度呈正相关。

二氧化硫对玫瑰香葡萄果实采后保鲜的机理

以玫瑰香葡萄果实为材料,运用低温结合SO_2熏蒸的商用贮藏保鲜技术,研究采后果实贮藏中防腐保鲜剂SO_2对果皮组织氧化还原平衡、次生代谢活性的影响.结果发现:使用SO_2保鲜剂可使玫瑰香葡萄果实的货架期延长,在贮藏65 d时,对照组的好果率降至90%以下,而SO_2处理组好果率较高,在贮藏190 d时好果率仍保持在90%以上.贮藏期间,对照组与处理组次生代谢途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及次生代谢产物花色苷含量都随贮藏期的延长而下降,但SO_2处理组显著高于对照组,在检测的3个时间点处理组PAL活性分别是对照组的1.24倍、1.33倍和1.46倍,处理组花色苷含量是对照组的1.41倍、1.30倍和1.29倍.贮藏期间SO_2处理组葡萄果皮组织抗氧化能力显著增强,H2O_2含量和丙二醛含量高于对照组.研究结果表明,使用SO_2保鲜剂可使葡萄果实组织中活性氧(ROS)水平增高,抗氧化防御应答增强,花色苷含量增高;胞内ROS信号可能参与介导果实细胞抗氧化和防御应答,从而增强其抗感染能力、延缓果实细胞衰老,使果实货架期延长.

一氧化氮合酶途径参与SO_2胁迫下蚕豆气孔运动调节

以蚕豆为材料,研究一氧化氮合酶（NOS）途径在SO2诱发气孔运动中的作用.研究发现：浓度7.5~200μmol·L-1的SO2衍生物处理后,蚕豆叶面气孔开度减小,气孔开度与SO2衍生物浓度呈负相关;SO2衍生物处理组叶组织中NOS活性增强;加入NO清除剂c-PTIO或NOS抑制剂L-NAME可抑制SO2衍生物诱发的气孔关闭;SO2衍生物处理组保卫细胞内NO和Ca2＋水平升高,用c-PTIO降低胞内NO水平后Ca2＋水平随之下降.结果表明,SO2衍生物胁迫可诱发保卫细胞内NO合成增加,NO通过调节胞内Ca2＋水平升高,激活下游信号转导途径,调节气孔运动;NOS途径介导的NO合成参与了SO2胁迫下蚕豆气孔运动的调节.