IAA分解代谢相关酶(IAAO、POD)的研究进展

吲哚乙酸IAA参与植物体内诸多生理活动,其分解代谢相关酶吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、过氧化物酶(POD)在IAA代谢过程中起着关键作用,二者通过调控植物体内IAA的水平来调控复杂的植物生长,该文综合总结了IAAO和POD近年来研究的相关进展,尤其是结合生物化学和分子生物学方面阐述了这两种酶在IAA代谢中的作用及其相关性。

几个常见树种扦插生根过程中POD、IAAO活性及酚含量的变化

以扦插易生根的柳、杨(山海关杨)和不易生根的苹果、李、山楂等树种为试材,研究了扦插生根期间各树种枝条内POD、IAAO活性及酚含量的变化。结果表明,POD、IAAO活性及酚类物质含量与树种枝条生根有密切关系。在硬枝扦插中,易生根树种(柳)的POD活性前期降低,后期升高,不易生根树种(李、苹果)前期升高而后期降低;易生根树种(柳)IAAO活性前期降低后期升高,不易生根树种一直表现升高趋势;酚类物质含量变化与过氧化物酶活性变化呈相反的趋势,易生根树种前期升高,随之下降,然后再升高,不易生根树种规律性不强。嫩枝扦插也有类似表现。

麻疯树扦插过程插条IAAO与CAT酶活性变化研究

【目的】了解麻疯树扦插生根过程中插条体内吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、过氧化氢酶(CAT)的变化规律。【方法】采集不同地方的麻疯树4类无性系插条进行大田扦插,在扦插成活过程中,分期采集不同类无性系插条并分段进行IAAO与CAT酶活性测定分析。【结果】在麻疯树扦插过程中,插条下部IAAO活性逐渐下降;在愈伤组织形成、根伸长期,插条CAT活性增加;枝条上、下部IAAO活性比中部高,而各段的CAT活性差异较小。在不同无性系之间,成活率较高或树龄较小的插条,其IAAO活性较低;对于CAT活性,则以树龄较小的无性系酶活性相对较高,而树龄较大的酶活性相对较低。【结论】在扦插生根过程中,不同地区插条的树龄、成熟度和成活率对其体内的IAAO与CAT均有一定影响,研究结果可为选择合适的插条提供参考。

黄瓜体内吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性变化

用4000mg/L,5000mg/L,6000mg/L,7000mg/L,8000mg/L和9000mg/L浓度的乙烯利在黄瓜种子期进行雌性化处理(浸泡),以蒸馏水为对照,研究了黄瓜叶片内吲哚乙酸氧化酶活性变化。结果表明,子叶期各处理酶活性均极显著低于对照,各处理分别比对照低了16.989%、16.487%、14.52%、21.685%、30.828%和28.674%,与对照有极显著差异;第一真叶至第三真叶期各处理吲哚乙酸氧化酶活性仍低于对照,与对照有极显著差异;在子叶期至第三叶期,经过8000mg/L处理后的黄瓜叶片内吲哚乙酸氧化酶活性显著低于其他各处理,与其他各处理有极显著差异。

杂交榛不同枝段绿枝扦插生根特性及相关氧化酶活性变化

采用简单重复扦插试验,设置发育枝上、中、下段和萌蘖上段浸蘸1 500 mg.L-1IBA,清水处理为对照,3次重复,研究了杂交榛绿枝不同枝段生根特性和生根指标差异及扦插后不同时期、不同枝段皮部的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)的活性变化。结果表明:杂交榛子绿枝扦插以表皮生根为主,不同枝段部位在生根时期和生根指标上存在差异;幼嫩的上段插穗从扦插至生根只需13 d,而中段和下段分别需要19、22 d;发育枝上、中、下段和萌蘖上段经1 500 mg.L-1IBA处理的生根率、根数、根长显著高于对照,发育枝上段生根最好,萌蘖上段、发育枝中段和下段生根能力依次降低。扦插后POD活性呈上升趋势,至第1根出现期达到最大(峰值),处理和对照间、不同枝段间在峰值处存在差异,发育枝上、中、下段POD活性在峰值处的大小与其扦插生根率呈极显著正相关;PPO活性在扦插生根过程中呈现一定的双峰特性,扦插时至愈伤形成期PPO活性有一个增高期,诱导期至第1根形成期PPO活性第2次快速提高,至第1根形成期PPO活性达到最达值,之后有所下降;IAAO在愈伤形成期和第1根形成期之间的表皮瘤状突起形成期(诱导期)达到最大。

四倍体刺槐扦插不定根发生的酶活性变化

以四倍体刺槐当年生硬枝和半木质化嫩枝插条为材料,探讨不定根发生过程中吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化及其与扦插生根之间的关系,揭示四倍体刺槐扦插生根机理。结果表明:IAAO和PPO是影响四倍体刺槐扦插不定根发生的2种关键酶。IAAO通过调节内源IAA(吲哚乙酸)水平来影响生根;在不定根形成过程中,硬枝插穗IAAO活性高于嫩枝;IBA处理的硬枝插穗IAAO活性高于对照,IBA处理的嫩枝插穗IAAO活性低于对照,证明內源IAA对四倍体刺槐插穗不定根的发生具有双重作用。PPO活性与插穗不定根的发生呈正相关;IBA处理可以显著提高插穗PPO活性,促进生根;不定根表达期,硬枝插穗PPO活性升高,是抑制硬枝插穗不定根发生的主要原因之一。POD活性与插穗不定根发生呈弱相关。

NAA处理对艾纳香扦插生根生理生化特性的影响

为探讨NAA对艾纳香(Blumea balsamifera)扦插生根的影响,4 a生艾纳香健康枝条用500 mg/L NAA处理,对生根过程中的生理生化特征进行了研究。结果表明,艾纳香扦插生根率与内源IAA、GA含量和IAA/ABA呈正相关,而与ABA含量呈负相关。NAA处理能提高插穗的IAA含量,降低ABA含量,有助于不定根的产生。插穗生根率与多酚氧化酶(PPO)活性正相关,与吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性负相关。NAA处理能够提高插穗PPO活性,降低IAAO活性,对插穗生根有利。可溶性蛋白、可溶性总糖含量与生根率均呈正相关关系。NAA处理可促进插穗的可溶性总糖、可溶性蛋白的积累,提高插穗的细胞分化和代谢能力。因此,500 mg/L NAA处理插穗可促进不定根的生长发育。

低磷胁迫下熊猫豆侧根增多的生理机制研究

采用溶液培养方法,通过外源添加生长素吲哚-3-乙酸(IAA)及生长素极性运输抑制剂2,3,5-三碘苯甲酸(TIBA),研究了低磷胁迫下熊猫豆根系构型与生长素相关代谢酶活性之间的关系,以阐明生长素在低磷胁迫下塑造植物根系构型的作用。结果表明,熊猫豆在低磷胁迫下形成特定根系构型,具体表现为侧根增多。IAA在侧根发生过程中起重要作用,外源IAA可以在一定程度上模拟低磷信号引导的侧根发生,而生长素极性运输抑制剂TIBA则显著抑制侧根发生。根系中生长素代谢相关酶生长素氧化酶(IAAO)和过氧化物酶(POD)活性在根构型形成过程中呈现规律性变化。低磷环境下熊猫豆根系中的IAAO、POD酶活性均高于正常施磷的处理。外源IAA可以增加这两种酶的活性,而TIBA则能够逆转低磷诱导的IAAO、POD活性的增加。

茶树扦插生根过程中3种氧化酶活性及多酚含量变化研究

对3个国家茶树品种扦插生根情况以及扦插过程中3种氧化酶活性和茶多酚含量变化进行研究。结果表明,不同品种间扦插繁育能力存在差异,扦插成活率排序为:皖茶91>舒茶早>石佛翠。在扦插过程中,PPO活性均呈上升→下降→上升趋势,扦插15 d时达到高峰且皖茶91高于舒茶早和石佛翠;POD活性与扦插生根呈负相关,除石佛翠呈上升趋势外,其他2个品种均先降后升;IAAO活性除石佛翠基本无变化外,其他2个品种均呈上升→下降→上升趋势,皖茶91变化幅度比舒茶早大;这3种氧化酶与茶树扦插成活率具有明显的相关性。插穗叶片中茶多酚含量的增加也有利于插穗成活率的提高。

3个黄杨品种中过氧化物酶与吲哚乙酸氧化酶活性与其耐寒性的关系

本文以黄杨科黄杨属的小叶黄杨、锦熟黄杨、朝鲜黄杨3品种的成熟叶片为研究材料,测定其过氧化物酶(POD)和吲哚乙酸氧化酶(IAAO)的活性,通过其活性与其耐寒性之间的相关关系,来分析确定3个黄杨品种的耐寒性的大小排序。结果表明:3品种过氧化物酶与吲哚乙酸氧化酶活性从高到低依次均为:朝鲜黄杨>锦熟黄杨>小叶黄杨,因而得出3品种的抗寒性排序由高到低依次为:朝鲜黄杨>锦熟黄杨>小叶黄杨。

羧化壳聚糖对蚊净香草外植体诱导过程酶活性的影响

以蚊净香草叶柄和叶片为外植体,研究不同浓度羧化壳聚糖对其诱导过程各种酶活性的影响。结果表明,在蚊净香草叶柄初代培养基中,附加4g·L-1羧化壳聚糖使过氧化物酶活性比对照组提高8.57倍;附加2g·L-1羧化壳聚糖使吲哚乙酸氧化酶活性比对照组提高了3倍;叶片初代培养基中,附加2g·L-1羧化壳聚糖中硝酸还原酶活性是对照组的3.5倍。说明羧化壳聚糖能提高蚊净香草叶柄和叶片中相关酶活性,从而使愈伤组织诱导的效率更高。

低温诱导下烤烟花芽分化与IAA分解代谢相关酶的变化规律

研究了吉烟9号6叶龄烟苗在低温诱导下花芽生长发育进程,同时分析了花芽分化过程中IAA分解代谢相关酶的变化规律.结果表明,低温处理的烟株表现为植株矮小,叶数锐减,叶片小;在现蕾期上,低温处理比CK提早4d左右;解剖花芽观察可知,低温处理比CK花芽分化进程早3～5 d.在花芽分化进程中,CK和低温处理IAAO活性变化规律基本相同,均呈先下降后上升趋势,在移栽后44 d均达到最低值,且低温处理的酶活性略高;低温处理与CK的POD活性均呈先上升后下降的趋势,只是酶活性达到高峰的时间有所不同,分别为移栽后44和51d.总之,吉烟9号花芽开始分化到现蕾期大约需要15d左右.

致读者

这期的《经济资料译丛》是由厦门大学评估研究中心与本刊编辑部共同选题、翻译、组编的'环境与财产价值评估专辑'。

稀土元素镨对蚕豆萌发和早期生长的Hormesis效应

目的研究稀土元素镨对蚕豆种子萌发和早期生长的影响。方法应用0、2.5、10、40、160和640μg/ml6个质量浓度的PrCl_3培养蚕豆种子,3 d后统计发芽势,10 d后计算发芽率、发芽指数,并测量株高、根长、苗干重和根干重及幼叶和根部组织吲哚乙酸氧化酶(IAAO)的活性变化。结果各处理组均能促进蚕豆种子的萌发;2.5~40μg/ml处理组蚕豆幼苗的株高、根长、苗干重和根干重随Pr^(3+)浓度的升高而增大,且差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),而IAAO酶活性随Pr^(3+)浓度的升高而降低,10和40μg/ml处理组酶活性低于阴性对照组(P<0.05或P<0.01);当浓度≥160μg/ml时,幼苗的根长、苗干重和根干重均低于对照组,且差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01),IAAO酶活性升高,且高于对照组(P<0.01)。IAAO活性与根尖细胞有丝分裂指数(MI)和根长呈负相关(r_(IAAO-MI)=-0.979,r_(IAAO-根长)=-0.993)。结论稀土镨离子可能诱导了蚕豆幼苗早期生长的Hormesis效应和IAAO酶活性的Hormesis效应。

两种藤本月季扦插生根过程中三种相关酶的活性变化

以2种从美国引种的藤蔓月季Climbing rosa‘Alchymist’和‘Handel’为试材,采用正交设计进行扦插试验,比较不同扦插基质和外源激素处理组合的生根差异,结合发根过程过氧化物酶(POD)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)和多酚氧化酶(PPO)活性变化,分析它们的变化与生根率的关联性。结果表明:‘Alchymist’扦插生根的较佳配方为200mg·L^(-1)ABT,黄土∶河沙=1∶1,生根率达到86.67%;‘Handel’在200mg·L^(-1) IBA,黄土∶腐殖土=1∶1的配方中生根率最高,为96.67%。‘Alchymist’和‘Handel’的POD活性基本呈现上升-下降-上升-下降趋势。2个品种的POD活性在愈伤组织形成时持续上升,POD活性的上升率与生根率成正比,‘Alchymist’生根率最高的处理中POD活性上升率最大,上升率达363.96%。2个品种的PPO活性变化呈现上升-下降趋势,不定根产生过程中,PPO活性一直上升,且‘Alchymist’和‘Handel’的PPO活性上升率与生根率成正比,‘Handel’生根率最高的处理PPO活性上升率最大,达661.423%。2个品种的IAAO活性变化大体呈下降-上升-下降趋势,不定根产生过程中,2个品种IAAO活性与生根率呈负相关,‘Alchymist’生根率最好的处理IAAO活性下降率最大,达45.53%。‘Alchymist’和‘Handel’生根率与POD活性和PPO活性呈正相关,与IAAO活性呈负相关。‘Alchymist’和‘Handel’的生根率与3种酶的相关系数排列顺序为0.664(PPO)>0.606(POD)>0.463(IAAO)。