Na_2CO_3与NaCl胁迫下星星草幼苗叶绿体保护酶活性的比较

用不同浓度的Na2CO3以及与之各个浓度分别对应等渗的NaCl处理星星草幼苗7 d后,测定幼苗渗透势、pH值、电解质外渗率、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽转移酶(GST)、O2-.产生速率和丙二醛(MDA)含量。当基质渗透势相等时,Na2CO3的碱性盐浓度明显比NaCl的低,而pH值要高的多。与NaCl处理相比,Na2CO3胁迫使星星草幼苗渗透势、叶绿素含量下降幅度更明显。当培养基质渗透势较高时,NaCl和Na2CO3胁迫下的星星草幼苗叶绿体SOD和APX活性都呈上升趋势,随着基质渗透势的降低,酶活性也下降,但NaCl胁迫下星星草幼苗叶绿体保护酶活性比Na2CO3胁迫下的强。而Na2CO3胁迫下的相对电导率、O2-.产生速率和MDA含量高于NaCl胁迫的。这可能与Na2CO3胁迫的pH值较高,渗透调节能力较低,保护酶活性较弱,活性氧清除能力降低有关。

Na_2CO_3胁迫对芦荟幼苗叶片叶绿体保护酶和渗透调节物质的影响

以盆栽耐盐碱芦荟‘不夜城’幼苗为材料,采用不同浓度Na2CO3溶液(不同渗透势)处理芦荟幼苗7 d后,测定其叶片叶绿体保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)、谷胱甘肽转移酶(GST)活性以及叶绿素、丙二醛(MDA)、渗透调节物质含量和电解质外渗率等的变化,以探讨芦荟抵抗盐碱胁迫伤害的机制。结果显示:当溶液渗透势较高时(大于-7.19×105Pa),Na2CO3胁迫下的芦荟幼苗叶片叶绿体保护酶活性都呈显著上升趋势,而叶绿素含量、可溶性蛋白、MDA含量以及电解质外渗率却无明显变化;在溶液渗透势较低时(小于-7.19×105Pa),Na2CO3胁迫下芦荟幼苗的渗透调节物质含量显著增高,叶绿体保护酶活性特别是叶绿素含量显著下降,而MDA含量和电解质外渗率却呈上升的趋势。研究表明:一定浓度的Na2CO3胁迫下,芦荟幼苗可以通过提高自身叶绿体保护酶的活性来降低活性氧的积累量,同时提高渗透调节能力来增强其抗逆性;但在过高浓度的盐碱胁迫下,过高的Na+浓度和pH也会对芦荟幼苗叶片造成一定的氧化伤害。

麻疯树叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶的BIBAC文库筛选及其生物信息学分析

旨在建立麻疯树BIBAC文库筛选目的基因快捷高效的方法,并对其克隆的叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶基因进行生物信息学分析。本研究利用高密度杂交膜从麻疯树BIBAC文库中筛选到含有叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶基因的克隆,对其测序并用生物信息软件对获得全长序列及编码的蛋白质序列的特性进行分析。将筛选到的阳性克隆进行测序,并将该序列与麻疯树叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶基因进行比对,相似性达到99%,证实此克隆为含叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶基因(JcFAD7)的BIBAC克隆。麻疯树叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶基因长度为2655bp,含有8个外显子和7个内含子,编码525个氨基酸。该基因编码的蛋白质为不具有信号肽的亲水性蛋白,二级结构元件多为α-螺旋和无规则卷曲,含有2个大的跨膜区域,在麻疯树中为单拷贝。本研究建立了高密度杂交膜从BIBAC文库中筛选目的基因快速高效的方法,同时也验证了该方法的可行性并对克隆到的基因进行了生物信息学分析。

酸雨对水稻不同生育期叶片叶绿体ATP酶的影响

酸雨对植物生长发育具有显著影响。然而,不同生长阶段植物对逆境胁迫的响应存在差异。以模拟酸雨胁迫水稻(Oryza sativa)(孕穗期、灌浆期),利用植物生理生化方法测定了水稻叶肉细胞叶绿体Mg2+-ATPase活性及其基因表达量、光合磷酸化活性、ATP含量、植株相对生长速率(RGR)和叶片净光合速率(Pn),研究酸雨胁迫下孕穗期、灌浆期水稻叶绿体ATP酶的变化及其对植物光合作用影响的机理。结果表明,p H=4.5酸雨使孕穗期水稻RGR、Pn、叶片ATP质量比和光合磷酸化活性均显著提高,灌浆期上述指标变化不明显;p H=3.5和p H=2.5酸雨使上述指标均下降,且随酸雨p H值降低,变幅增加。p H=4.5酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP合酶基因表达量及Mg2+-ATPase活性升高;p H=3.5和p H=2.5的酸雨使孕穗期、灌浆期水稻ATP酶基因表达量减少,造成Mg2+-ATPase活性降低,且随酸雨p H值降低变幅增加。可以认为,酸雨通过影响ATP酶转录水平,改变Mg2+-ATPase活性、光合磷酸化活性和叶片ATP质量比,进而影响Pn,并最终影响植物生长发育。酸雨胁迫对孕穗期水稻生长发育及光合作用有低促高抑的剂量效应,而低强度酸雨对灌浆期水稻影响不明显。与灌浆期相比,孕穗期对酸雨胁迫较敏感,表明植物不同生长发育阶段对酸雨胁迫响应存在差异,此发现应成为评价酸雨影响植物的一个因素。

油菜叶绿体同工酶的研究

本实验采用聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳的方法和酶电游图谱扫描以及对酶液中酶活和蛋白质含量的测定,研究了杂种油菜F_1(S45×81008—34)及其亲本在初花期的叶绿体过氧化物酶同工酶。结果表明:(1)过氧化物酶同工酶在叶绿体中是真实存在的。(2)F_1叶绿体的过氧化物酶同工酶图谱显示出杂种油菜F_1不仅具有它的亲本的互补酶而且还具有它的亲本没有的杂种酶,它明显地表现出杂种优势。(3)杂种油菜F_1的酶液中的酶活及蛋白质的含量皆高于它的亲本的酶活和蛋白质含量。

Ca^(2+)/CaM参与了sHSP26增强玉米叶绿体耐干旱高温复合胁迫

以玉米(Zea mays L.)品种郑单958为试验材料,利用免疫印迹等技术,确定干旱高温复合胁迫条件下,Ca^(2+)/CaM对sHSP26的表达、叶绿体抗氧化防护酶活性的影响。结果显示:(1)高温、高温干旱复合胁迫下sHSP26的表达量明显高于对照和干旱,经CaCl_2预处理后能显著增强sHSP26的表达;(2)经CaCl_2预处理后,叶绿体内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著增加,而经Ca^(2+)螯合剂EGTA及CaM抑制剂TFP和W7处理后,这些抗氧化防护酶活性显著下降。本研究表明,在干旱高温复合胁迫条件下适宜浓度的Ca^(2+)能够增强sHSP26的表达及提高叶绿体抗氧化防护酶活性,从而对叶绿体起到保护作用,提高植物耐热性。

镉胁迫对浮萍叶片光合功能的影响

为了探讨镉对浮萍的叶片的光合功能的影响,用1/5Hoagland营养液培养浮萍为研究材料,当叶片直径长到5mm左右时,在1/5Hoagland培养液内加入CdCl2使镉质量浓度分别为0、2、4、6、8、10mg·L-1进行镉胁迫,再培养2d后。分别测定叶绿素a荧光参数、叶片光合放氧速率、叶绿体ATP合酶的活性、硝酸还原酶活性和NO-3的含量。结果表明:随着镉处理浓度的增加,叶绿体光系统Ⅱ(photosystemⅡ:PSⅡ)叶绿素a荧光参数最大光化学效率(maximal photochemical efficiency:Fv/Fm),光化学猝灭系数(photochemical quenching:qP),光系统Ⅱ电子传递量子效率(quantum efficiency of photosystem Ⅱ photochemistry:ФPSⅡ)都在下降,当使用浓度达4mg·L-1时,下降的数值和相比已达差异显著水平。非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching:NPQ)随着使用浓度的增加而增加。光合作用放氧速率、叶绿体ATP合酶活性、硝酸还原酶(nitrate reductase:NR)活性都随着镉浓度增加而不断降低,镉浓度达4mg·L-1时,和对照相比已达差异显著水平,而NO-3的含量增加。说明浮萍受镉胁迫后产生了光抑制,不但降低了光合速率也对NO-3的还原产生抑制作用,导致NO3-在叶片内积累。

叶绿体ATP合酶生物发生的研究进展

叶绿体ATP合酶属于F-型ATP合酶,它利用光合电子传递过程中产生的跨膜质子动力势催化ADP与无机磷合成ATP,实现光能向化学能的转化。叶绿体ATP合酶由9种亚基共26个蛋白组成,它的生物发生不但需要叶绿体基因的正常表达,还需要各亚基以特定的组装步骤进行高效的装配,在此过程中有多种蛋白作为辅助因子参与生物发生的调控。本文就叶绿体ATP合酶的生物发生调控过程以及相关调控因子的生物学功能进行了分析和总结。