腐殖质促进植物根和地上部生长的信号传导和串扰机制研究进展

天然高分子异构混合物腐殖质(HS)是陆地生态系统的重要组成部分,其促生作用近年来被广泛研究,其中多条信号通路在HS促进植物生长发育过程中起到重要作用。该文综述了HS促进植物根和地上部生长发育的信号通路传导及串扰机制。HS在促进根系生长过程中吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)、一氧化氮(Nitric oxide,NO)、脱落酸(Abscisic acid,ABA)、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)和Ca^(2+)等信号通路传导及相互串扰过程参与其中;HS在促进地上部生长过程中细胞分裂素(Cytokinin,CTK)、ABA和硝酸盐信号通路发生复杂的传导和相互串扰过程。HS通过复杂的代谢网络调控植物生理代谢,调节机制涉及多条复杂信号通路的传导和串扰过程,其中质膜H^(+)-ATPase是HS促进地下和地上部生长机制研究中的关键节点,多条信号通路通过质膜H^(+)-ATPase介导相互级联放大的信号传导。在HS调控根系和地上部生长发育过程中,信使NO与多条信号通路间发生复杂的串扰过程,是参与HS促生作用的重要串扰信号分子。HS在触发根和地上部生长发育过程中还存在其他信号通路,其中防御信号通路水杨酸(Salicylicacid,SA)和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)受到信号通路IAA、NO、ABA和CTK等的调节。由于HS具有分散性、异质性和生物化学研究复杂性的特点,至今尚未明确HS对植物生长短期作用机制以及在整个植物生长周期内的整体作用机制,因此需要进一步深入分析揭示促生过程中所涉及到的信号传导、交叉、串扰和整合途径,以及复杂的营养和代谢通路,为HS生理活性作用机制和农业生产应用的研究提供理论依据。

腐殖质生理活性及其与化学组成关系的研究进展

腐殖质(HS)是生物体外具备生物学活性的最稳定有机物形式之一。本文综述了HS的化学组成、结构特征和生理活性,依据HS化学组成、结构特征和生理活性的相互关系探讨了HS具有生理活性的内在机制。HS化学组成具有不确定性,超分子结构假设目前被普遍接受。HS通过促进根毛形成和侧根发育、激活质膜H+-ATP酶产生有利的电化学梯度以及自身酸性官能团的螯合作用等促进植物对矿质元素的吸收利用;HS具有类激素活性,植物根际促生细菌(PGPR)分泌物或HS自体组分吲哚-3-乙酸(IAA)能够激活细胞质膜H+-ATPase,HS还能够增加内源植物激素水平,促进植物生长发育;HS通过介导信使NO激活细胞质膜H+-ATPase,清除HS与细胞作用产生的活性氧(ROS),HS通过NO和抗氧化酶调节细胞内ROS稳态,介导根系发育和形态结构。本文还着重探讨了HS生理活性与化学组成的相关性,其中官能团—COOH和—OH活性位点的作用、醌基的电子传递,以及HS亲水疏水平衡与HS生理活性密切相关。未来HS研究工作的重点在于深入研究HS分子结构、明确具备生理活性的“共性结构原件”、阐明HS诱导胞内信号传导通路之间的交叉反馈机制、揭示HS对细胞内物质和能量代谢相关基因表达的调节机制。

基于发光细菌的微流控型生物传感器研究进展

发光细菌能够发出波长为450～490 nm的可见光,其发光强度随待测溶液中毒性物质浓度增加而减弱。发光细菌法具有简单、快速和高稳定性等特点,被广泛应用于水质急性毒性分析。近年来,随着微流控技术微型化、集成化和自动化的不断发展,基于微流控技术的发光细菌毒性分析装置的研究越来越多。与传统方法相比,微流控型生物传感器所需菌液少,可以有效地避免人为误差和外界条件干扰等,灵敏度更高。本文结合发光细菌的特点和发光机制,对微流控型生物发光传感器及其在环境监测中的应用进展进行了评述。

基于微流控技术的抗生素敏感性分析研究进展

微流控技术是一种基于对微纳流体的操控从而实现特定功能的分析技术,具有微型化、集成化等特点,在生物、化学、医学等领域表现出了很好的发展潜力和应用前景.利用微流控芯片开发细菌培养和抗生素敏感性分析技术,既能对细菌的培养条件实现精确调控,对细菌生长状态进行实时观察,还能显著节省培养时间和使用成本,并缩短抗生素最小抑制浓度的检测周期.有鉴于此,本文针对抗生素敏感分析中微流控技术的研究进展进行评述,以期为相关研究提供一些思路.