PEG模拟干旱胁迫对水稻抗氧化酶基因表达的影响

【目的】干旱是影响水稻生产的重要环境因素之一,在干旱条件下水稻植株体内会发生一系列的抗逆反应,其中参与防御反应的关键酶基因表达会发生明显的变化。因此,本研究拟分析干旱胁迫处理后抗氧化酶类基因的表达变化,为进一步研究水稻抗旱机制提供理论参考。【方法】采用质量体积比为0(CK)、18%、20%、22%、24%、26%的聚乙二醇(PEG6000)对三叶一心期的籼稻航2号植株进行干旱胁迫处理,筛选适合处理籼稻航2号的PEG6000质量体积比;进一步采用PEG6000对航2号植株进行干旱胁迫处理,分别于处理0、2、4、8、12、24、48、72 h取样;并用SYBR Green I荧光定量PCR(qRT-PCR)分析PEG6000处理不同时间段后植株中抗氧化酶类基因表达,包括过氧化氢酶( CATA 、 CATB 、 CATC )、过氧化物酶( POX 5.1、 POX 1)、超氧化物歧化酶(plastidic Cu/Zn-SOD ,cytosolic Cu/Zn-SOD )、抗坏血酸过氧化物酶( APX )、谷胱甘肽还原酶( GR )基因的表达变化。【结果】根据表型观察和植株存活率,筛选出籼稻航2号对PEG6000的耐受临界质量体积比为22%;qRT-PCR结果表明PEG6000胁迫处理后9个基因的表达均出现上调,大部分基因表达都呈先上调后下调的趋势,且一般PEG处理4 h之后基因表达出现较明显上调,说明这些基因均不同程度地参与了PEG胁迫反应;其中,过氧化氢酶A基因( CATA )表达变化最显著,处理8 h表达量上调至处理0 h的28倍。【结论】PEG6000胁迫处理后主要的抗氧化酶类基因表达发生了明显的变化。

外源5-ALA对干旱胁迫下玉米幼苗生长的缓解效应及抗氧化酶基因表达的影响

以抗旱玉米自交系郑58和干旱敏感自交系TS141为材料,研究了5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对15%PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生长的缓解效应及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明:与对照相比,郑58及TS141在干旱胁迫下幼苗的苗长、鲜重、干重明显降低,郑58分别下降18.49%、29.06%和20.00%,TS141分别下降25.66%、23.97%和13.64%;叶片丙二醛(MDA)及过氧化氢(H_(2)O_(2))含量明显增高,MDA含量分别提高了164.58%、263.53%,H_(2)O_(2)分别提高了134.95%、203.83%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性增加,郑58分别提高了65.61%、29.48%、68.49%、141.51%,TS141分别提高了63.01%、48.00%、85.68%、204.29%;叶绿素含量降低,分别降低33.46%、42.26%;光合参数P_(n)、G_(s)、T_(r)下降,郑58的P_(n)、G_(s)、T_(r)分别下降48.78%、45.31%、52.39%,TS141的P_(n)、G_(s)、T_(r)分别下降57.66%、57.46%、65.14%;抗氧化酶基因SOD3、POD3、CAT1相对表达量提高,郑58分别提高54.58%、34.12%、69.70%,TS141分别提高54.95%、21.36%、59.34%。喷施25 mg·L^(-1)的5-ALA能明显缓解干旱胁迫对玉米幼苗造成的损伤,与PEG处理相比,玉米自交系郑58和TS141的幼苗苗长、鲜重、干重明显增加,苗长分别增加了13.31%和11.21%,幼苗鲜重分别增加了22.29%和18.23%,幼苗干重分别增加了16.67%和10.53%;叶片中MDA含量分别降低了17.85%、25.39%,H_(2)O_(2)含量分别降低了23.26%、19.15%;SOD、POD、CAT和APX活性进一步增加,郑58分别增加16.49%、18.15%、36.98%和28.13%(P<0.05),TS141分别增加16.65%、16.54%、28.49%和26.76%(P<0.05);叶绿素含量和光合参数P_(n)、G_(s)、T_(r)增加,叶绿素含量分别增加18.29%、19.87%;光合参数P_(n)分别增加35.87%、42.12%,G_(s)分别增加36.63%、36.81%,T_(r)分别增加37.67%、67.88%;玉米幼苗叶片中抗氧化酶基因SOD3、POD3、CAT1相对表达量较干旱胁迫处理都有进一步提高,郑58分别提高20.99%、32.18%和23.51%,TS141分别提高25.97%、23.16%和40.94%。

山黧豆抗氧化酶基因的克隆与表达分析

[目的]克隆山黧豆抗氧化酶基因,并对其进行生物信息学及表达模式分析,为研究抗氧化酶基因在山黧豆中的抗旱机制奠定基础.[方法]以萌发7d的山黧豆叶片为材料,通过RT-PCR克隆山黧豆抗氧化酶基因的编码序列(CDS);采用荧光定量PCR分析抗氧化酶基因的组织表达模式;利用在线软件ExPASy ProtParam、SignalP4.1、TMHMM V.2.0、TargetP 1.1分别分析抗氧化酶基因编码的蛋白质理化性质、信号肽、跨膜区域以及亚细胞定位;利用在线工具Conserved Domain、SOPMA预测蛋白质保守结构域和二级结构,利用MEGA 6.0软件构建蛋白系统进化树;并利用20% PEG 6000溶液模拟干旱处理山黧豆,采用荧光定量PCR分析干旱胁迫不同时间抗氧化酶基因在叶片中的相对表达量.[结果]RT-PCR克隆获得山黧豆抗氧化酶基因APX、CAT、MnSOD、FeSOD和Cu/Zn SOD的编码序列,其长度分别为864,1 485,723,1 005和942 bp.生物信息学分析表明,APX、CAT、MnSOD、FeSOD和Cu/ZnSOD抗氧化酶均为酸性不稳定蛋白质,且均由a-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲共4种二级结构组成;山黧豆抗氧化酶均包含高度保守的结构域.聚类分析结果表明,山黧豆的APX、CAT、MnSOD、FeSOD、Cu/Zn-SOD依次与蒺藜苜蓿、蚕豆、豌豆、豌豆和锦鸡儿具有较高的相似性、较近的亲缘关系和遗传距离.表达分析结果表明,APX、CAT、MnSOD、FeSOD和Cu/ZnSOD基因在山黧豆根、茎、叶组织中均有表达.APX、CAT和MnSOD基因均响应了干旱胁迫,其中APX、CAT基因的表达量在干旱胁迫后迅速升高,3h后达到最高,分别是0h的5和4.3倍.[结论]成功克隆了山黧豆抗氧化酶基因APX、CAT、MnSOD、FeSOD和Cu/ZnSOD,推测其可协同清除干旱胁迫下产生的活性氧.

二溴海因对吉富罗非鱼血浆抗氧化酶基因表达的影响

研究不同时间点(1、2、4、8、16 d)及修复期(26 d)、不同浓度(0、0.06、0.3、1.5 mg/L)二溴海因(DBDMH)对雄性吉富罗非鱼血浆中抗氧化酶基因的基因毒性,筛选稳定的生物标志物。实时荧光定量PCR方法检测DBDMH对超氧化物歧化酶(sod)、谷胱甘肽-S-转移酶(gst)、谷胱甘肽还原酶(gr)、谷胱甘肽过氧化物酶1(gpx1)、过氧化氢酶(cat)基因表达的影响。中浓度组雄性吉富罗非鱼血浆抗氧化酶基因(除gr)表达受DBDMH胁迫诱导显著上调;各DBDMH浓度组1 d(sod,gst,gpx1),2 d(gst,gr)抗氧化基因表达呈现浓度依赖性下降,4 d sod,gpx1基因表达呈现浓度依赖性上升;8 d中浓度DBDMH处理组基因表达(gst,gr,gpx1)显著低于低浓度组;恢复试验阶段,中、高浓度DBDMH组各抗氧化酶基因表达均不能恢复到正常水平。0.3 mg/L DBDMH显著增强雄性吉富罗非鱼血浆所测抗氧化酶基因的表达(除1 d gpx1、cat,8和16 d gr),此浓度下抗氧化酶基因作为标志物较合适。

蒲公英抗氧化酶基因的克隆与盐胁迫表达分析

利用同源克隆技术从蒲公英中克隆到铜锌超氧化物歧化酶基因(Cu/ZnSOD)、抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)和过氧化氢酶基因(CAT)3个抗氧化酶基因,采用生物信息学方法分析基因编码的氨基酸序列,利用实时荧光定量PCR方法对盐胁迫下的基因表达进行检测,以了解盐胁迫下抗氧化酶系统变化机理。结果显示:蒲公英Cu/ZnSOD、APX和CAT的编码区序列长度分别为474、852和1479 bp,分别编码157、283和492个氨基酸残基的抗氧化酶。多序列比对和物种进化关系表明,蒲公英3个抗氧化酶基因与莴苣和向日葵中相关基因的氨基酸序列同源性最高;与0 h相比,盐胁迫处理3 h和6 h时,3个抗氧化酶基因的表达量迅速增加,12 h时又有所降低;海水复合盐胁迫对Cu/ZnSOD的影响相较于NaCl单盐胁迫有所提高。综上所述,盐胁迫快速诱导了蒲公英抗氧化酶基因的表达,以抵抗逆境胁迫,但经过一段时间的高盐胁迫后,过量的活性氧在植株内大量积累,对其细胞造成严重的损害,酶活性降低,植株正常生长受到抑制,细胞内基因的表达亦受到影响。

糖料作物抗氧化酶基因应答非生物胁迫的研究进展

糖料作物是重要的经济作物,和其他作物一样会受到各种环境胁迫,恶劣的环境会造成作物产量和品质的下降,利用分子生物学手段可有效地增强作物的抗逆性,因此研究糖料作物应答非生物胁迫的分子机制在理论和实际生产上具有重大意义。本文总结了国内外文献,对非生物胁迫对植物生长发育的影响、诱发活性氧(ROS)的积累和清除途径、非生物胁迫对糖料作物及抗氧化酶基因应答非生物胁迫等方面的研究进行了全面深入细致的概述,以期为糖料作物抗非生物胁迫育种提供理论指导,同时也对糖料作物抗氧化酶基因应答非生物胁迫未来的相关研究内容提出了建议。

副溶血弧菌对罗氏沼虾肝胰腺和鳃组织中呼吸相关酶活性及抗氧化酶基因表达的影响

【目的】探讨副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)肝胰腺和鳃组织中呼吸相关酶活性和抗氧化酶基因的影响,以期为罗氏沼虾免疫机理研究和病害防治提供参考依据。【方法】选取规格整齐、健康的罗氏沼虾,分别注射PBS溶液(对照组)和副溶血弧菌(试验组),在第1、3、6、12、24、48、72和96 h统计累计存活率,并取肝胰腺和鳃组织进行呼吸相关酶活性及抗氧化酶相关基因表达测定。【结果】罗氏沼虾感染副溶血弧菌后,随着时间的推移,其累计存活率逐渐下降,在96 h累计存活率为72%。感染副溶血弧菌后,其肝胰腺中的ATP合酶、细胞色素C氧化酶和NADH脱氢酶活性随时间延长均呈先降低后上升最后趋于对照组水平的变化趋势,且在6~24 h 3种酶活性均显著低于对照组(P<0.05,下同),之后酶活性逐步上升;活性氧(ROS)含量则呈先上升后下降的变化趋势,且在6~48 h显著高于对照组;超氧化物歧化酶(SOD)基因、过氧化氢酶(CAT)基因及谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)基因相对表达量呈先升高后降低再升高的变化趋势。在鳃组织中,ATP合酶、细胞色素C氧化酶和NADH脱氢酶的活性随着感染时间的延长呈先降低后上升至趋于对照组水平,在6~72 h 3种酶活性不同时间段表现出显著下降趋势;ROS含量则呈先上升后下降的变化趋势;SOD、CAT和GPX基因相对表达量呈先升高后降低再升高的变化趋势,且均在感染6 h显著上调至最大值,其中GPX基因相对表达量在12~48 h显著下调低于对照组,并在72 h逐渐上调。【结论】副溶血弧菌感染罗氏沼虾后对肝胰腺和鳃组织中的呼吸相关酶及抗氧化酶基因产生显著影响,ROS水平呈上升趋势。虽然罗氏沼虾能通过自我调节呼吸相关酶和抗氧化酶基因促使机体抵御病原体入侵,但超过机体自我调节的限度时会对机体造成损伤。

外源5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对15%PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下玉米幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著增加,分别增加132.69%、30.69%、30.39%、60.34%、495.65%、31.36%,叶绿素含量降低21.33%(P<0.05),净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO 2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(F v/F m)、实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)都显著下降,分别下降30.79%、68.75%、9.15%、53.15%、33.33%、47.06%、26.37%,但非光化学猝灭系数(NPQ)上升31.82%(P<0.05)。喷施25 mg·L^-1的5-ALA能显著缓解干旱胁迫对玉米幼苗造成损伤,与干旱胁迫下相比,抗氧化物酶SOD、POD、CAT活性分别增加17.63%、17.68%、27.48%(P<0.05),Pro、可溶性糖和叶绿素含量分别增加34.97%、19.64%和17.82%(P<0.05),MDA含量降低22.12%(P<0.05),Pn、Gs、Ci、Tr、F v/F m、ФPSⅡ、qP分别上升79.03%、180.00%、35.77%、161.54%、20.00%、88.89%、26.87%(P<0.05),NPQ下降15.52%(P<0.05)。实时荧光定量PCR得到干旱胁迫下喷施25 mg·L^-1的5-ALA,SOD3、POD3、CAT1三种抗氧化酶基因表达量也显著增加,较干旱胁迫下不喷施5-ALA分别增加了49.31%、34.07%、44.17%。说明外源5-ALA对干旱胁迫下玉米幼苗的生长具有缓解作用,能增强玉米幼苗的抗旱性。

欧洲黑蜂和新疆黑蜂越冬期抗氧化酶活性及相关基因表达分析

以欧洲黑蜂和新疆黑蜂为研究对象,比较和分析两个蜂种在越冬条件下抗氧化酶活性和抗氧化能力相关基因表达的变化规律,探究二者在越冬期的抗氧化酶功能及其基因表达特征。本试验测定了蜂群损失率和饲料消耗量等越冬性能指标以及总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(T-SOD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的酶活力值,并采用实时荧光定量PCR方法检测SOD、CAT、Grx 1、MsrA和Vg基因等抗氧化酶功能基因的表达情况。结果显示,欧洲黑蜂和新疆黑蜂的蜂群损失率和饲料消耗率分别为32.86%、32.91%和23.41%、23.91%。在抗氧化酶活性变化规律方面,两个蜂种的T-AOC酶活力呈逐步升高趋势;T-SOD酶活力呈先下降再升高的趋势,在越冬中期达到最低值;CAT酶活力呈先升高再降低又再升高的趋势;在抗氧化功能相关基因的mRNA表达方面,两个蜂种的SOD基因和CAT基因的表达在越冬中期达到最低值;Grx 1基因的表达在越冬后期急剧升高,达到峰值;MsrA基因的表达呈先降低后升高的趋势;Vg基因的表达在越冬的中前期呈逐渐升高趋势。结果表明,在低温逆境条件下,两个蜂种体内的抗氧化酶系统可能发挥了重要的防御作用,存在一定的耐寒适应机制,其中越冬中期可能是酶活性变化和基因表达的发生显著变化的特殊阶段。本试验的研究为揭示蜜蜂体内抵御低温应答机制研究提供新线索,也为深入研究蜜蜂耐寒分子机制和抗寒蜂种的选育提供基础数据。

外源MeJA对盐胁迫下玉米幼苗生长及抗氧化酶基因表达的影响

采用盆栽试验,以玉米品种CT505为材料,研究外源茉莉酸甲酯(MeJA)对盐(NaCl)胁迫下玉米幼苗生长及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,与对照相比,150 mmol/L的NaCl处理降低了玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,减少了可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量的积累,促进了丙二醛(MDA)含量和质膜透性的增加。添加1.0μmol/L MeJA在一定程度上可以缓解盐胁迫对玉米幼苗的损伤,与盐胁迫处理相比,玉米幼苗的SOD、POD和CAT活性分别增加了41.33%、26.09%和80.14%,可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量分别上升了58.62%、12.20%和40.21%,相对电导率和MDA含量分别下降了9.29%和20.43%。外源MeJA能够提高盐胁迫下玉米幼苗的光合性能,与盐胁迫处理相比,其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著增加,胞间二氧化碳浓度(Ci)下降,SOD3、POD3、CAT1这3种抗氧化酶基因表达量显著增加,表明外源茉莉酸甲酯能够有效缓解玉米的盐胁迫损伤。

百草枯对蜜蜂寿命及抗氧化酶基因表达影响

本研究用200、400和600mg/L的百草枯饲喂刚出房的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica Spinola工蜂,检测其对工蜂寿命及抗氧化酶基因Sod 1和Sod 2表达的影响,并以饲喂蔗糖作为对照组。结果表明:随着百草枯浓度的增加,工蜂的寿命极显著下降(P<0.01);抗氧化酶基因Sod 1的相对表达量,随着百草枯浓度的增加而增加,其中对照组Sod 1基因的相对表达量显著低于各百草枯处理组(P<0.05);Sod 2基因的相对表达量,随着百草枯浓度的增加,先增加后减少,其中600 mg/L百草枯处理组Sod 2基因的相对表达量显著低于对照组和低剂量百草枯处理组(P<0.05)。

汞镉联合暴露对斑马鱼性腺组织学和抗氧化酶基因表达的影响

【目的】评估水体中汞镉联合暴露对斑马鱼性腺组织学和抗氧化酶基因表达的影响。【方法】设置3个组,对照组中Hg2+和Cd2+质量浓度均为0,其余两组中Hg2+和Cd2+质量浓度分别为5,50μg·L-1(低剂量联合暴露组)及15,150μg·L-1(高剂量联合暴露组);以此暴露成年斑马鱼21 d,取性腺进行组织学观察及抗氧化酶基因表达分析。【结果】与对照组对应指标相比:1)汞镉联合暴露对雌鱼和雄鱼的体质量、成活率及雌鱼的性腺成熟系数(GSI)无明显影响,但导致雄鱼的GSI明显降低;2)汞镉联合暴露导致卵巢和精巢组织结构出现明显的病理损伤;3)高剂量汞镉联合暴露上调了卵巢中sod1和gstr基因的表达水平,但下调了cat1基因的表达水平;4)高剂量汞镉联合暴露上调了精巢中sod1和gpxla基因的表达水平,但对cat1和gstr基因的表达水平无统计学意义上的影响。【结论】汞镉联合暴露可诱导斑马鱼精巢和卵巢组织学损伤和氧化应激,而抗氧化系统发挥了重要的保护作用。

Zn2+胁迫对花斑裸鲤抗氧化关键基因表达和抗氧化酶活性的影响

为探讨水体Zn2+对鱼类的影响,并筛选出有效的生物标记物,以花斑裸鲤Gymnocypris eckloni幼鱼(体质量为10 g±3 g)为试验对象,分别以1、2、5、10、20 mg/L Zn2+为胁迫浓度,计算24、48、72、96 h时的半致死浓度(LD50),经1 mg/L Zn2+胁迫12、24、48、72、96 h后,采用qPCR技术检测鳃、肾脏和肝脏组织中抗氧化防御系统相关的核因子E2相关因子2(Nrf2)、铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)、锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)基因表达量变化,以热图分析各基因在3种组织中的应答层次,以及用吸光度法测定SOD、CAT和GPx抗氧化酶活性的变化。结果表明:Zn2+对花斑裸鲤幼鱼胁迫24、48、72、96 h时的半致死浓度(LD50)分别为5.0、3.2、2.5、2.0 mg/L,安全浓度为0.2 mg/L;在Zn2+胁迫96 h内,花斑裸鲤Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和GPx基因表达量及SOD、CAT和GPx酶活性均有不同程度的升高,但升高幅度各异;基因表达量热图分析显示,与鳃、肾脏和肝脏组织中Nrf2的4个下游基因表达量相比,Nrf2表达量相对较低,尤其在肾脏和肝脏组织中表现更为明显。研究表明,花斑裸鲤Nrf2、Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、CAT和GPx基因表达量及相关酶活性与Zn2+胁迫存在一定的时间相关性和组织特异性,其可作为预警水体Zn2+污染的备选生物标记物。

枣粉对陕北白绒山羊肉抗氧化性能的影响

为研究饲料中不同枣粉添加量(0,10%,15%,20%和25%)下陕北白绒山羊肉的抗氧化性能,选取初始体质为(20.15±1.63)kg的40只6月龄健康白绒山羊,随机分为5组,分别饲喂无枣粉添加(对照组)、10%(I试验组)、15%(II试验组)、20%(III试验组)、25%(IV试验组)的日粮,饲养试验预试期10 d,饲喂期70 d;分别饲喂基础日粮和试验日粮,测定瘤胃降解率和生长性能。饲喂试验结束后屠宰全部试验羊,以山羊背最长肌为试验材料,分别测定羊肉的色泽、丙二醛、肌红蛋白氧化状态、抗氧化能力和抗氧化酶基因并进行比较分析。结果表明:随着枣粉添加量增加,绒山羊的干物质消化率(Dry Matter Digestibility,DMD)、粗蛋白消化率(Crude Protein Digestibility,CPD)、平均日采食量(Average Daily Feed Intake,ADFI)、平均日增重(Average Daily Gain,ADG)、肌红蛋白(Myoglobin,Mb)含量、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)和SOD基因表达量逐渐增加,而料肉比(Feed Conversion Ratio,FCR)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量逐渐降低;其中III组的DMD、ADFI和ADG均显著高于对照组(P<0.05)。III组的红度值、肌红蛋白含量、氧合肌红蛋白(Oxymyoglobin,OMb)相对含量显著高于对照组、I和II组(P<0.05);在抗氧化中,III组的SOD酶活、谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH-Px)活力显著高于对照组和I组(P<0.05);III组的过氧化氢酶(Catalase,CAT)活力显著高于对照组、I和IV组(P<0.05);在抗氧化酶基因中,III组的SOD、GSH-Px基因表达量显著高于对照组、I和II组(P<0.05),而脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX)基因表达量低于对照组、I和II组(P<0.05)。总体上饲料中添加枣粉能够增加羊肉的抗氧化机制,抑制脂质氧化并改善肉色,在枣粉水平为20%时,能有效缓解山羊肉组织中的氧化应激,提高抗氧化能力。

1-甲基环丙烯处理对采后紫背天葵抗氧化系统的影响

本实验通过感官品质测定、生化指标分析、抗氧化酶活力测定以及抗氧化相关基因转录水平分析,研究10μL/L 1-甲基环丙烯处理6 h对常温贮藏紫背天葵抗氧化系统的影响。结果表明:1-甲基环丙烯处理提高了紫背天葵的感官品质,抑制了呼吸强度,减少了超氧阴离子和过氧化氢的积累,保持了抗坏血酸和谷胱甘肽含量,同时在不同的贮藏时间总体上不同程度地上调了抗氧化酶相关基因(GbSOD、GbAPX1、GbCAT、GbGR)的相对表达量并提高了超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶的活性,从而提高了抗氧化能力,延缓了采后紫背天葵衰老进程。本研究从抗氧化物质、抗氧化酶活性和相关基因的转录水平角度揭示了1-甲基环丙烯处理对紫背天葵抗氧化系统的影响,为后续进一步研究提供了理论依据。

黄曲霉毒素B1致肉仔鸡肝损伤的氧化应激机制研究

本试验旨在研究黄曲霉毒素B_1(AFB_1)对肉鸡原代肝脏细胞线粒体氧化磷酸化、线粒体膜电位、活性氧(ROS)、细胞凋亡、抗氧化酶及其相关基因表达的影响。选取18~20日龄健康爱拔益加(AA)肉鸡分离的肉鸡原代肝脏细胞(BPHs),分为3个处理组,每个处理组5个重复,试验组分别添加1μmol/L和2μmol/L的AFB_1,对照组添加等量的DMSO。结果表明:随着AFB_1浓度的升高,线粒体Ⅲ和Ⅳ呼吸作用显著增强(P<0.05),而线粒体呼吸控制率却显著下降(P<0.05);随着AFB_1浓度的升高,线粒体电位下降,并呈现浓度依赖型模式,当AFB_1为2.5μmol/L时BPHs线粒体电位显著下降(P<0.05);AFB_1极显著引发了ROS的产生(P<0.01);高浓度的AFB_1(2.5μmol/L)处理使得BPHs细胞凋亡率明显上升(P<0.05)以及caspase-3、caspase-9表达明显增加(P<0.05);AFB_1显著提高了Nrf2的m RNA表达水平(P<0.05);与对照组相比,HO-1、SOD的m RNA表达量显著下降(P<0.05);高浓度的AFB_1(2.5μmol/L)显著提高了NQO1的m RNA表达水平(P<0.05)。以上研究结果显示,AFB_1使线粒体氧化磷酸化过程解偶联,线粒体膜电位下降,ROS大量产生,抗氧化酶活力降低,细胞发生凋亡,抗氧化酶相关基因m RNA表达下降,而Nrf2基因m RNA表达增强。AFB_1导致胞内ROS上升引发氧化应激,可能与Nrf2信号通路有关。

外源硒对NaCl胁迫下番茄幼苗叶片氧化损伤的保护效应

采用营养液培养法,研究外源施硒对Na Cl胁迫下加工番茄幼苗叶片活性氧含量、还原力水平及氧化还原状态、抗氧化酶活性及其基因相对表达水平的影响。结果表明:外源硒(0.01 mmol/L Na2Se O3)的施用提高了Na Cl胁迫下番茄叶片细胞内的还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)和还原型辅酶Ⅱ(NADPH)含量及还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG),抗坏血酸/脱氢抗坏血酸(As A/DHA),还原型辅酶Ⅱ/氧化型辅酶Ⅱ(NADPH/NADP+)的比值,调节细胞氧化还原平衡处于还原状态;上调了番茄幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性及Cu/Zn SOD、POD1、CAT2和GPx的基因相对表达量,减少Na Cl胁迫下番茄幼苗叶片活性氧-过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2.-)的产生和积累,降低膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量,从而有效缓解了Na Cl胁迫对番茄植株的氧化胁迫损伤危害。

铀胁迫对油菜的生长及抗氧化酶的影响

以甘蓝型油菜为实验材料,分析了在铀胁迫下油菜的生理生化指标,相关抗氧化酶的活性,及相关基因表达的变化.研究结果表明,油菜的种子萌发率,幼苗株高和鲜重并未随着铀胁迫浓度的增加而降低,而随着胁迫浓度和时间的增加,幼苗根长会受到显著影响.铀胁迫对油菜的离子渗漏和脂质过氧化影响很大,在胁迫下油菜幼苗的相对电导率可增加120.6%,丙二醛的含量可达对照的25倍.从几种抗氧化酶的活性变化情况看,随着铀浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性都有所下降,而且胁迫浓度和时间越多,酶活下降越多.通过分析几种抗氧化酶相关基因的表达量,发现CAT1和APX的表达量在所有胁迫条件下都下调,而CSD1则在较低浓度时上调表达,较高浓度时下调表达.

外源Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以黄瓜品种津春2号为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,NaCl胁迫下,黄瓜幼苗超氧阴离子自由基(O.2-)产生速率、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率显著升高,而株高、茎粗和生物量显著下降;盐胁迫下喷施Spd明显上调了Cu/Zn-超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)基因的表达,提高了SOD、POD活性,显著降低了黄瓜幼苗O.2-产生速率、H2O2含量、MDA含量和电解质渗透率,且植株株高、茎粗和干鲜重下降幅度降低。表明外源Spd可通过上调盐胁迫下Cu/Zn-SOD和POD基因的表达,使SOD和POD酶活性升高,有效清除活性氧,从而缓解膜脂过氧化伤害,进而缓解盐胁迫对植株生长的抑制。

4种壳色菲律宾蛤仔在低氧胁迫下的耐受能力比较研究

菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum对环境中溶氧剧烈的波动有较强的适应能力,为了探讨抗氧化酶和热休克蛋白在蛤蛤恣仔的低氧耐受过程中发挥的作用,以对低氧具有不同耐受能力的4种壳色蛤仔(野生蛤仔、斑马蛤、白蛤、白斑马蛤)为研究对象,比较了在1 mg/L的低氧胁迫条件下其抗氧化酶家族基因成员(TPx、CAT、Mn-SOD、Cu/Zn-SOD)和热休克蛋白家族基因成员(HSP40、HSP75、Vps HSP-1、Vps HSP-2)的表达量变化情况。结果表明:在鳃组织中,野生蛤仔的抗氧化酶基因表现出先升高后恢复的趋势,在胁迫后6 h时表达量达到最高值(P<0.05),其他3种壳色蛤仔的抗氧化酶基因表现出先降低后恢复的趋势,在胁迫后6 h时表达量达到最低值(P<0.05),斑马蛤的TPx基因表达量在胁迫的各个时间点均显著高于其他3种壳色蛤仔(P<0.05);在外套膜组织中,4种壳色蛤仔中的抗氧化酶基因均表现出先升高后恢复的趋势,白蛤TPx基因和白斑马蛤CAT基因表达量在胁迫的各个时间点均显著高于其他3种壳色蛤仔(P<0.05);在鳃组织中,斑马蛤和白斑马蛤中热休克蛋白家族基因成员表现出先降低后升高再降低的趋势,分别在24 h、6 h时达到最低值(P<0.05),野生蛤仔和白蛤中热休克蛋白家族基因成员表现出先升高后降低的趋势,在胁迫6 h时,白蛤热休克蛋白家族基因成员表达量达到最高值(P<0.05),胁迫12 h时,野生蛤仔达到最高值(P<0.05);在外套膜组织中,白斑马蛤中热休克蛋白家族基因成员表达量出现先降低后升高的趋势,在胁迫6 h时达到最低值(P<0.05),而其他3个壳色蛤仔中热休克蛋白家族基因表达量表现出先升高后降低的趋势,在胁迫6 h时野生蛤仔和白蛤热休克蛋白家族基因成员表达量达到最大值(P<0.05),12 h时斑马蛤达到最大值(P<0.05),且白蛤HSP40基因表达量在胁迫的各个时间点均显著高于其他3种壳色蛤仔(P<0.05)。研究表明,斑马蛤和白蛤的TPx基因可能参与其体内黑色素合成的过程,初步证实了不同壳色蛤仔参与色素合成过程的相关基因在其对低氧的耐受过程中能够发挥重要作用。