环境胁迫与植物抗氰呼吸

抗氰呼吸广泛存在于高等植物、一些真菌和藻类中。抗氰呼吸的发生和运行程度除与植物自身发育和内在生理状态有关外,还受到许多外界条件(逆境因子)的影响。目前,有关植物抗氰呼吸的环境调节以及环境胁迫条件下植物抗氰交替途径运行的生理学意义已成为植物呼吸代谢领域的研究热点。本研究综述了环境胁迫与植物抗氰呼吸的研究进展。

干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

研究了干旱胁迫对抗旱性强弱不同的两种小麦幼苗的抗氰呼吸和活性氧代谢的影响。干旱胁迫导致了两种小麦抗氰呼吸活性及基因转录水平的下降,但抗旱品种在轻度干旱胁迫下表现出一定的适应能力,其抗氰呼吸活性及基因转录水平均高于不抗旱品种。干旱胁迫下,对干旱敏感的小麦幼苗叶片中活性氧含量高于抗旱小麦;3种抗氧化酶的活性低于抗旱小麦的3种抗氧化酶的活性。据此认为,严重的干旱胁迫引起活性氧含量的增加扰动了活性氧与抗氰呼吸之间的应答平衡,但抗氰呼吸可能通过清除活性氧等机制而起了抗旱的作用。

水杨酸对菜豆不同器官抗氰呼吸诱导与交替氧化酶表达的比较研究

作者研究了水杨酸(SA)处理对菜豆幼苗不同器官抗氰交替途径容量(Valt)、实际运行活性(ρValt)与AOX表达量的影响.结果表明:SA未处理的菜豆幼苗不同器官中均存在抗氰呼吸,其中真叶的Valt和ρValt最高,其次是子叶,而下胚轴的最低;SA处理24h以后,均可使菜豆幼苗3种器官Valt与ρValt显著提高,但不改变三者抗氰呼吸活性的大小顺序.显然,SA对菜豆抗氰呼吸只起到诱导作用,并不改变它们不同器官间的呼吸特异性.Western杂交分析结果显示:菜豆不同器官Valt与ρValt的差异与AOX蛋白水平的变化相关,真叶中AOX的表达量最多,下胚轴的AOX表达量最少;SA处理时,诱导菜豆幼苗不同器官抗氰呼吸增高的程度与AOX合成表达量的增加一致,二者紧密相关.

小麦幼苗叶片抗氰呼吸对轻度水分胁迫的响应

小麦幼苗经 - 0 .5MPa聚乙二醇 ( PEG- 60 0 0 )溶液暗中渗透胁迫 0、6、1 2、1 8、2 4、30、36、42、48h,叶片的总呼吸速率 ( Vt)呈现先上升后降低的趋势 ,交替途径呼吸也表现出相同的变化模式。水分胁迫初期 ( 0～ 1 2 h) ,交替途径容量 ( Valt)、实际运行活性 ( ρValt)及运行系数(ρ值 )均上升 ,此后 ( 1 8～ 48h)逐渐下降。水分胁迫也影响了呼吸电子流在 2条呼吸途径中的分配比例。胁迫初期的 0～ 1 2 h内 ,流经交替途径的电子流增多 ,而流向细胞色素主路的电子流减少 ;但随着胁迫时间的延长 ,交替途径的贡献降低 ,而细胞色素主路的贡献增加。说明小麦叶片的抗氰呼吸在水分胁迫初期被诱导增加 ,而随着胁迫进程的延长又表现为下降。

条锈病侵染对小麦抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

以不同抗病性的小麦为材料,观察了条锈病菌侵染小麦幼苗叶片时活性氧代谢和抗氰呼吸发生、运行的变化。讨论了二者在长期病程下的平衡关系。实验显示:接种8 d后,感病小麦中H2O2含量开始高于抗病小麦,O2含量变化差异不明显。SOD、CAT和POD活性整体上表现为接种后的前4 d有所上升,接种4 d之后呈下降的趋势;感病小麦中3种抗氧化酶的活性均高于抗病小麦。条锈菌侵染下小麦幼苗抗氰呼吸容量和运行活性的变化在两类小麦中与H2O2的变化一致,在侵染初期上升缓慢,以后迅速上升;aoxl的mRNA水平仪在侵染后4 d的幼苗叶片中略有上升,在以后的侵染过程中没有发生显著的变化。我们推测,活性氧可以在多种水平上参与条锈病菌侵染下抗氰呼吸的诱导,而抗氰呼吸也在某种程度上参与小麦在条锈病菌侵染下活性氧的清除与机体的生理保护机制。

水分胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和交替氧化酶基因表达的影响

抗氰呼吸作为植物线粒体的两条主要呼吸电子传递途径之一，已证明在植物界普遍存在，与植物的许多生理过程和功能密切相关；它的发生或运行程度除与植物自身发育和内在生理状态有关外，还受许多外界条件（逆境因子）的影响［１～３］。有证据表明，机械损伤［４］、高温［...

低温胁迫下甘肃黄花烟草愈伤组织的抗氰呼吸

继代培养的烟草 (NicotianarusticaL .cv .GansuYellowFlower)愈伤组织经低温 (4℃ )处理后 ,交替途径容量(Valt)和实际运行量 (ρValt)均被显著地诱导 ,同时其电子传递途径也在发生交替变化。低温胁迫开始时以细胞色素途径为主 ,到第 2天时则以交替途径为主 ,并一直持续到第 5天 ,以后则又转为以细胞色素途径为主 ,而对照却始终以细胞色素途径为主。经放线菌酮或氯霉素处理后 ,受低温诱导的Valt分别被显著或部分抑制 ,进一步表明低温诱导了Valt。用两种抑制剂共同处理也得到相同的结论。愈伤组织产热分析表明 ,低温胁迫下愈伤组织可调节 ρValt以提高其微环境的温度来适应低温。讨论了抗氰呼吸参与低温反应的可能生理作用。

丙酮酸对陈化马铃薯块茎切片线粒体抗氰呼吸的激活作用(英文)

用从陈化马铃薯切片纯化的线粒体进行实验发现 :丙酮酸对总呼吸只有微弱的刺激作用 ,但可明显激活抗氰呼吸 ,并显著增强抗氰呼吸对总呼吸的贡献 ;丙酮酸对抗氰呼吸的激活作用可通过洗涤线粒体除去 ,重新加入丙酮酸又对抗氰呼吸产生激活作用 ;丙酮酸对抗氰呼吸的半最大激活浓度约为1 .0mmol/L。上述结果表明丙酮酸对植物线粒体抗氰呼吸的激活作用可能具有普遍性。

改变电子流量对烟草愈伤组织抗氰呼吸的影响

改变电子流量对电子流在继代培养的烟草愈伤组织细胞色素途径和交替途径之间的实际分配情况的研究表明 ,用 DNP增大呼吸电子流 ,交替途径和细胞色素途径实际运行量都加强 .前者的增加量稍大于后者 ,反映到对总呼吸的贡献上 ,也得到同样的结论 ,这可能是由于细胞色素途径电子流量达到饱和所致 .而用底物代谢抑制剂来降低呼吸电子流时 ,细胞色素途径实际运行对总呼吸的贡献随呼吸电子流的不断下降而增加 ;相反 ,抗氰呼吸运行对总呼吸的贡献则逐渐降低 .推测这可能是愈伤组织通过协同调节两条电子传递途径来维持细胞正常生理活动所必需的能量( ATP) .

烟草愈伤组织在热胁迫过程中活性氧与抗氰呼吸变化的关系

烟草愈伤组织在 0～ 14h高温 (4 0℃ )胁迫期间 ,其体内的O- ·2 和H2 O2 迅速积累 ,分别在 2和 6h左右达到极大值。同时清除它们的酶SOD和CAT活性迅速上升 ,极大值的分布位置分别为 2和 10h左右 ,而胁迫期间的抗氰呼吸比未胁迫 (0h)时显著地下降 ,但在胁迫期间抗氰呼吸于 6h左右出现一峰值 ;用外源H2 O2 和O- ·2 及清除它们的酶的抑制剂AT和DCC分别处理愈伤组织 ,发现抗氰呼吸明显地加强。推测交替氧化酶可能同抗氧化酶如SOD和CAT一样参与了活性氧的清除 ,提出活性氧含量的变化可能是导致热胁迫过程中抗氰呼吸变化的主要原因之一。

H_2O_2对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用研究

研究了 H2 O2 对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用 .用切片和纯化线粒体进行测定的结果均表明外源 H2 O2 (5 .0 mmol/ L)处理对陈化马铃薯切片的总呼吸只有微弱的影响 ,但却可以明显诱导切片的抗氰呼吸 ,并显著提高抗氰呼吸对总呼吸的贡献 .应用交替氧化酶的单克隆抗体进行 Western杂交的结果表明 ,H2 O2 处理可以增强陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达 ,表明 H2 O2 对抗氰呼吸的诱导作用与其对交替氧化酶表达的诱导有关 .抗氰呼吸可能参与了 H2 O2

水稻细胞质雄性不育性与组织抗氰呼吸关系的研究

抗氰呼吸与雄性不育的关系是近几年植物雄性不育生理生化研究的热点之一。Kuiper曾报道,雄性不育的车前草幼苗根组织与保持系相比具较低水平的抗氰呼吸。随后,夏涛和刘纪麟及Musgrave等分别在玉米、堆心菊(Helenium amarum(Raf.)H.Rock)。

外源NO对伽师瓜AOX基因克隆表达及抗氰呼吸的影响

为了探究外源一氧化氮(nitric oxide,NO)熏蒸处理对伽师瓜(Cucumis melo L.)采后贮藏过程中AOX基因表达及抗氰呼吸途径的影响,以伽师瓜为试材,采用外源60μL/L NO熏蒸3 h,以不充入NO气体作为对照,在(5±0.5)℃条件下贮藏49 d。根据甜瓜基因组数据库,通过EST设计引物,克隆获得伽师瓜AOX基因全长序列。得到的基因片段同其他物种的AOX基因具有高度的同源性,命名为Cm AOX。通过拼接获得AOX基因的c DNA全长序列,基因c DNA全长为1300 bp,开放阅读框架为1042 bp,拟编码346个氨基酸,预测分子量为39606.6 Da,等电点为9.00。该基因已在Gene Bank登录,登录号为:KM273124。通过荧光定量分析及抗氰呼吸速率的测定表明,经60μL/L NO处理果实的Cm AOX的表达量和抗氰呼吸速率明显高于对照果实。说明NO处理对伽师瓜采后贮藏过程中抗氰呼吸途径的影响可能与其调控AOX基因的表达密切相关。

盐胁迫下星星草种子的抗氰呼吸

在不同浓度的碱性盐胁迫下测定了星星草种子萌发过程的正常呼吸和抗氰呼吸速率,结果表明盐胁迫诱导萌发星星草种子的抗氰呼吸途径,并且在0.4％-1.2％的盐浓度范围内,抗氰呼吸速率高于正常呼吸速率.盐胁迫下萌发星星草种子的抗氰呼吸速率呈单峰曲线,峰值出现在0.6％盐浓度下.

抗氰呼吸交替氧化酶研究进展

抗氰呼吸交替氧化酶研究进展梁五生梁厚果（兰州大学生物系，兰州７３００００）ＰＲＯＧＲＥＳＳＯＦＴＨＥＳＴＵＤＹＯＮＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥＯＸＩＤＡＳＥＬｉａｎｇＷｕ－ｓｈｅｎｇＬｉａｎｇＨｏｕ－ｇｕｏ（ＢｉｏｌｏｇｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｌａｎｚｈ...

苹果的抗氰呼吸与果实呼吸跃变的关系

苹果在发育期间呼吸对ＫＣＮ敏感，进入跃变期时呼吸变为对ＫＣＮ不敏感，但对间氯苯氧肟酸（ＣＬＡＭ）敏感。跃变期的苹果切片陈化后有诱导呼吸发生，且ＫＣＮ与ＣＬＡＭ对诱导呼吸都有一定的抑制作用。当在ＣＬＡＭ存在下进行陈化时，苹果诱导呼吸的发生被抑制约３０％，跃变期果实的特点是当果实进入成熟期时呼吸途径发生了由细胞色素途径向抗氰的交替途经转移的现象；同时其果实切片在陈化后可以发生诱导呼吸。

芍药切花贮存过程中抗氰呼吸变化及其作用的研究

该文对芍药两个耐贮性不同的品种‘莲台’、‘桃花飞雪’在低温干存过程中的抗氰呼吸速率及相关生理指标进行测定.结果表明,贮存过程中抗氰呼吸的增强可能有助于清除超氧阴离子,维持切花贮后的瓶插寿命;同时超氧阴离子生成速率上升可能诱导抗氰呼吸增强.不同品种耐贮存性差异与抗氰呼吸的变化趋势相关,贮存过程中抗氰呼吸持续上升的品种耐贮性较好.

辣椒核质互作雄性不育性与抗氰呼吸的关系

湖南长沙410125;3.昆明理工大学现代农业工程学院,云南昆明650224)摘要:通过对辣椒核质互作雄性不育系与保持系叶片和不同发育时期的花蕾的抗氰呼吸及对过氧化物酶活性的分析,发现它们在花器官中的变化趋势是:不育系的总呼吸代谢、抗氰呼吸和抗氰呼吸所占总呼吸的比例呈下降的趋势,在保持系中则表现为上升,且均高于不育系.不育系花蕾中的POD的比活力表现为逐步上升,而保持系花蕾中的POD的比活力则呈逐步下降,且不育系大花蕾中的POD的比活力要显著高于保持系.在营养体叶片中,不育系叶片中POD的比活力明显高于保持系.

杂交水稻幼芽呼吸和抗氰呼吸强度的研究

本文研究了13个水稻杂交组合幼芽总呼吸强度和抗氰呼吸强度,发现杂交水稻幼芽总呼吸和抗氰呼吸强度多表现为负优势。杂种幼芽总呼吸强度及抗氰呼吸强度与其亲本均值均呈极显著正相关,回归关系亦极显著。杂种幼芽抗氰呼吸和其中亲值的差值与其父母本之差值呈显著正相关,而杂种幼芽呼吸强度其中亲值的差值与其父母本之差值呈不显著负相关。认为杂种幼芽的抗氰呼吸强度和总呼吸强度均可由其双亲均值预测,抗氰呼吸强度作为杂种优势预测生理指标的潜力更大一些。

ZnCl_2胁迫下抗氰呼吸对烟草细胞活力和过氧化氢水平的影响

以烟草悬浮细胞BY-2为材料,探讨了ZnCl2胁迫下抗氰呼吸对细胞活性和过氧化氢产生的影响。结果表明,随着ZnCl2胁迫程度的增加,BY-2烟草悬浮细胞活力逐渐降低,抗氰呼吸的水平却显著上升。较高水平ZnCl2(150mmol/L)的胁迫导致细胞活力的显著性下降及过氧化氢水平的显著性上升;外源过氧化氢的处理也能够导致细胞活力的下降;而H2O2的清除剂则缓解了ZnCl2胁迫处理下细胞活力的下降,表明ZnCl2胁迫处理下细胞活力的下降和过氧化氢水平的上升有关。进一步研究了在ZnCl2胁迫下抗氰呼吸对细胞活力及过氧化氢水平的影响。结果显示,在较高水平ZnCl2(150mmol/L)胁迫下加入抗氰呼吸的抑制剂导致细胞活力的进一步下降和过氧化氢的进一步上升。上述结果表明,抗氰呼吸可以缓解ZnCl2胁迫下细胞的氧化压力和细胞活力的下降,在其细胞抵抗高水平ZnCl2胁迫中扮演了一定的角色。