铝诱导花生根尖活性氧迸发的研究

以2个花生品种中花2号(铝敏感型)和99-1507(耐铝型)为材料,研究了不同浓度铝(0、20、100、400μmol/L)在24 h内(0、3、6、12、24 h)对花生根生长、活性氧含量(O·-2、H2O2)和抗氧化酶系统活性的影响。结果表明,100μmol/L以上铝(Al3+)显著抑制花生根尖生长并引起活性氧迸发,铝浓度增加,活性氧迸发高峰提前,中花2号活性氧含量显著高于99-1507。随着铝浓度增加和处理时间增长,根尖丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性均有所升高,中花2号增加量显著高于99-1507;过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后趋于平稳;抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性则呈逐渐降低的趋势,耐铝型99-1507抗氧化酶活性总体上高于铝敏感型中花2号。反映出铝诱导花生根尖活性氧迸发,快速产生氧化胁迫,而抗氧化能力差异是花生品种耐铝性不同的重要原因之一。

FOC4的2个过氧化氢酶基因的克隆与表达分析及其引起的香蕉苗活性氧迸发研究

为探讨香蕉枯萎病菌与寄主互作过程中过氧化氢酶的作用,分别利用硫酸钛法和羟胺氧化法测定了尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(FOC4)侵染香蕉苗根部后H2O2及超氧阴离子(O2-.)的含量变化;同时,借助GenBank中香蕉枯萎病病原菌Fo5176菌株基因组信息,采用RT-PCR方法克隆获得了FOC4的2个过氧化氢酶基因cDNA序列并对其进行了生物信息学分析以及在外源H2O2和普通巴西蕉苗诱导下的不同阶段表达模式分析。结果表明,FOC4的侵染能引起香蕉苗根部H2O2及超氧阴离子的含量增加,香蕉苗根部存在活性氧迸发;2个过氧化氢酶中,一个为孢子特异的过氧化氢酶,另一个为细胞质特异的过氧化氢酶;在香蕉苗及外源H2O2诱导下,2个过氧化氢酶表达均有上调,其中Foc4CatalaseA可能是消除强氧化胁迫环境起主要作用的过氧化氢酶之一。

浙江大学梁岩研究员团队揭示胞内受体激酶RIPK在植物多层免疫系统中调控活性氧迸发的分子机制

本刊编委梁岩研究员团队在知名期刊《分子植物》(Molecular Plant)上在线发表了题为“The receptor-like cytoplasmic kinase RIPK regulates broad-spectrum ROS signaling in multiple layers of plant immune system”的研究论文(https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.06.010)。该研究报道了胞内受体激酶RIPK磷酸化呼吸爆发氧化酶D(RBOHD)在植物多层免疫系统中调控活性氧迸发的分子机制。活性氧迸发是植物抵御病原菌入侵的主要免疫反应之一,它不仅可以直接抑制病原菌生长,还可以通过加固细胞壁增厚限制病原菌入侵,也可以作为信号分子诱导气孔关闭和系统获得抗性等其他免疫反应,因此,解析植物体内活性氧的产生机制具有重要的意义。NADPH氧化酶RBOHD是拟南芥响应病原菌激发子诱导活性氧迸发的最主要酶。

活性氧与植物抗病性的关系

病原菌侵入植物后可诱导活性氧的迸发 ,并且在非寄主互作中比寄主互作中活性氧的积累更明显。我们在禾谷类作物与白粉菌互作的研究中 ,也得到了同样的结论。活性氧迸发已被认为是寄主防卫反应之一 ,在植物的抗病性中具有很重要的作用。