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铝毒害是酸性土壤地区制约农作物生产的主要逆境因子。为明确作物抵抗铝毒害的机制,以大豆为试验材料,研究了新型植物气体信号分子硫化氢(H_2S)在铝胁迫耐受性中的调节作用。结果显示,铝胁迫处理诱导大豆根尖H_2S的产生。添加外源H_2S供体处理显著缓解了铝胁迫诱导的根伸长受抑,以及根尖铝含量、根尖细胞死亡率、根尖丙二醛和活性氧(H_2O_2和O■)含量升高,而添加H_2S合成抑制剂处理则产生了相反的效应,加重了铝胁迫对大豆的伤害;进一步研究显示,铝胁迫下添加H_2S供体处理增强了根尖抗氧化酶(APX、CAT、POD、SOD)的活性,而添加H_2S合成抑制剂处理则抑制了抗氧化酶活性的增强。表明铝胁迫下H_2S通过提高根尖抗氧化能力来清除活性氧的过量积累,缓解铝胁迫对根伸长的抑制。 相似文献
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《江苏农业科学》2017,(22)
以羽衣甘蓝名古屋品种(Brassica oleracea L.var.acephala f.tricolor Hort.)为研究材料,在100 mmol/L NaCl胁迫下,分别使用外源H_2O_2和H_2O_2清除剂二甲基硫脲处理。2 d后测定植物的生长速率、干质量、鲜质量和相对含水量,6 h后测定植株体内3个抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及基因的表达。结果显示,盐胁迫下加入0.05 mmol/L外源H_2O_2,羽衣甘蓝幼苗生长速率、干质量、鲜质量、相对含水量、3个抗氧化防护酶的活性和基因表达分别高于盐胁迫下相关指标;清除内源H_2O_2,则植物幼苗生长速率、干质量、鲜质量和相对含水量、3个抗氧化防护酶的活性及基因表达分别低于盐胁迫下相关指标。由此推测,在盐胁迫条件下,H_2O_2参与了抗氧化防护基因表达的调控,它可能是盐胁迫诱导的羽衣甘蓝叶片抗氧化防护系统的重要调控因子。 相似文献
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水曲柳TCP4转录因子克隆及胁迫和激素下的表达分析 总被引：3，自引：2，他引：1
TCP转录因子家族是植物特异的一类调控生长发育和逆境胁迫的重要转录因子。本文揭示了水曲柳FmTCP4在非生物胁迫及激素信号诱导调控的表达特征,为该基因在水曲柳中调控生长发育以及逆境胁迫响应功能的研究奠定基础。通过前期研究克隆获得了水曲柳TCP4基因序列,并命名为FmTCP4,应用生物信息学软件对水曲柳FmTCP4基因的分子结构特征进行了分析,利用4 ℃低温、盐(NaCl)以及干旱(PEG6000)进行非生物胁迫处理,利用脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)进行激素信号诱导,分析FmTCP4基因的表达特征。生物信息学分析表明该基因全长1 251 bp,具有完整的开放阅读框,编码416个氨基酸。FmTCP4具有螺旋-环-螺旋结构,为亲水性的不稳定蛋白,不存在信号肽,具有跨膜能力,亚细胞定位预测存在于细胞核中,并在细胞质到细胞核的调控中起作用。同源序列比对结果表明,FmTCP4与芝麻、烟草等物种的同源蛋白序列相比具有很高的同源性。非生物胁迫处理后,FmTCP4的表达量随处理时间而改变,但其变化趋势不同,表明FmTCP4明显响应了这3种非生物胁迫。激素信号诱导结果表明,外源植物激素调控了FmTCP4基因的表达,基因表达量相对于对照组具有显著性差异。非生物胁迫和激素信号诱导下的基因表达分析表明,FmTCP4响应了寒冷、盐、干旱等非生物胁迫以及激素信号,说明其参与了植物的生长发育和逆境胁迫的平衡。 相似文献
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一氧化碳:植物气体信号分子的新成员 总被引：1，自引：0，他引：1
一氧化碳(carbon monoxide,CO)是植物中新发现的气体信号分子,在植物体内主要由血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)催化产生,并应答多种激素处理和环境胁迫因子对植物的刺激。最近的研究表明,CO参与植物不定根、侧根及根毛的发育,并在植物耐受盐害、渗透、重金属、紫外辐射和营养元素缺乏等非生物胁迫中起重要的调节作用。本文综述了植物中CO的产生及其结合物、生理功能及信号作用的研究新进展,并介绍了CO与激素及其他信号分子之间的互作关系。 相似文献
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AP2转录因子家族普遍存在于植物中,在调控植物发育过程中起到非常重要的作用。前期研究表明,SUPERNUMERARY BRACT(OsSNB)属于AP2转录因子亚家族成员,含有两个保守的AP2结构域,主要参与调控小穗分生组织向花分生组织的转换以及花器官的发育。利用RAP-DB水稻数据库搜索到基因OsSNB,通过序列分析发现 OsSNB启动子序列中含有GCC-box、ABRE、DRE、WRKY等应答非生物胁迫及激素信号的元件;基因表达分析表明,OsSNB基因的表达受NaCl、干旱胁迫和激素ABA以及乙烯前体ACC的诱导。这些结果表明水稻OsSNB基因可能参与调控逆境胁迫反应,在植物生长发育和非生物胁迫的应答中均具有重要功能。 相似文献
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土壤硒(Se)污染已受到越来越多的关注。Se胁迫通常破坏植物体内的抗氧化系统,进而导致H_2O_2被动累积,多胺氧化酶(PAO)代谢多胺产生H_2O_2是植物体内活性氧的重要来源之一。本研究以不结球白菜(Brassica rape.ssp.chinensis)幼苗根为研究材料,采用多种生理生化手段,研究了信号分子硫化氢(H_2S)对Se胁迫下BrPAO1/H_2O_2系统的调控方式。结果表明,(1)Se胁迫导致根内PAO活性和H_2O_2含量显著上升,而采用PAO活性抑制剂(GZT)可显著抑制PAO活性并降低H_2O_2含量,表明在Se胁迫下导致了依赖于PAO的H_2O_2产生。(2)从不结球白菜体内克隆了1个编码PAO蛋白的基因BrPAO1,将BrPAO1在烟草叶片中瞬时表达,证明编码蛋白具备产生H_2O_2的能力;Se胁迫可显著诱导根内BrPAO1的表达。(3)Se胁迫诱导根内H_2S合成相关基因(BrLCD1～BrLCD10和BrDCD1、BrDCD2)表达上调,内源H_2S含量显著提高;H_2S供体(NaHS)处理可进一步提高Se胁迫下根内源H_2S水平,而H_2S的清除剂(HT)处理可显著降低Se胁迫下根内源H_2S水平。(4)NaHS处理可显著抑制Se胁迫下根内BrPAO1基因的表达、PAO活性、H_2O_2含量,而HT处理则呈现出相反的作用效果。表明,Se胁迫可导致BrPAO1基因表达上调,进而提高PAO活性并产生过量H_2O_2,而内源H_2S则参与调控这一生理过程。 相似文献
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一氧化氮在植物的生长发育和对胁迫的反应过程中参与了多种生理活动。植物通过NO合成酶、硝酸还原酶、非酶促途径3种途径合成NO;大多数非生物胁迫都能诱导NO的产生。植物细胞中的NO具有双重作用:低浓度的NO能够促进植物的生长与发育,提高植物的抗逆性;而高浓度的NO则对植物细胞有毒害作用。在对非生物胁迫的反应中,NO能够减轻活性氧对植物细胞的伤害,并和其他的信号分子结合,共同调节胁迫响应基因的表达。 相似文献
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血红素加氧酶(heme oxygenase, HO)是一种普遍存在的敏感的和高活性的血红素分解代谢过程中的限速酶。本文揭示了白桦BpHO在非生物胁迫及信号诱导调控的表达特征,为该基因在白桦中代谢调控功能的研究奠定基础。通过前期研究获得了白桦HO基因,命名为BpHO,应用生物信息学软件分析了白桦BpHO基因的分子结构特征,利用重金属镉(Cd)、盐(NaCl)以及4 ℃低温进行非生物胁迫处理,利用硝普钠(SNP)和水杨酸(SA)进行信号诱导,分析BpHO的表达特征。生物信息学分析表明该基因全长855 bp,含有完整的开放读码框,编码284个氨基酸(Genebank登录号:KJ197335)。BpHO为不稳定类疏水性蛋白,不存在信号肽,也不具有跨膜能力,α-螺旋、延伸链、无规则卷曲分布于整个蛋白。分子进化分析结果表明,白桦BpHO基因与葡萄的遗传距离较近,说明二者亲缘关系较近;与大豆、菜豆、豌豆的遗传距离较远,说明其亲缘关系较远。非生物胁迫结果表明,BpHO基因的表达水平随非生物胁迫处理时间的不同而上下波动,但在处理6 h后BpHO基因对4种非生物胁迫处理都上调表达,说明BpHO基因对非生物胁迫具有响应。信号诱导结果表明,外源NO调节了BpHO基因的转录表达,调控血红素加氧酶的合成。SA也参与了BpHO基因的信号调控。盐、低温、重金属镉胁迫均能促进BpHO 的表达,但响应模式不同。 相似文献
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《内蒙古农业大学学报(自然科学版)》2017,(6)
以苦菜为实验材料,研究外源过氧化氢(H_2O_2)对盐胁迫下苦菜幼苗耐盐性的影响。采用20μmol/L H_2O_2叶面喷施处理0.7%Na Cl溶液胁迫下30d的苦菜幼苗,研究外源H_2O_2对苦菜渗透调节物质和抗氧化系统的影响。结果表明,外源H_2O_2提高了盐胁迫下苦菜幼苗细胞SOD、POD、CAT和APX酶的活性,提高了可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了细胞内H_2O_2和MDA的含量,并显著高于对照。研究说明外源H_2O_2是苦菜耐盐信号转导分子之一,可以调控耐盐渗透调节物质含量和苦菜的抗氧化能力,提高苦菜的耐盐性。本实验为研究苦菜耐盐作用途径及调控措施提供了重要的理论依据。 相似文献
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探讨了Ca~(2+)和H_2S调节小麦干旱胁迫的交互关系。结果表明,H_2S和Ca~(2+)均可缓解干旱胁迫诱导的氧化伤害,与干旱处理组相比,H_2S和Ca~(2+)预处理显著降低了叶片中丙二醛(MDA)和H_2O_2含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)活性,减少了干旱胁迫对过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的诱导,但乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA,钙螯合剂)处理显著削弱了H_2S对干旱胁迫的缓解作用,而亚牛磺酸(HT,H_2S清除剂)处理对干旱胁迫下Ca~(2+)的缓解作用没有影响。此外,干旱胁迫下,H_2S可诱导Ca~(2+)信号途径相关基因表达(如CcaMK,CPK10,CIPK2和CIPK15),而Ca~(2+)对小麦叶片内源H_2S含量无显著影响。由此推测,Ca~(2+)可能位于H_2S信号的下游,部分介导了H_2S对小麦干旱胁迫的调节作用,H_2S可通过促进Ca~(2+)信号途径相关基因的表达调节干旱胁迫。 相似文献
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脱落酸(abscisic acid,ABA)是能够引起植物芽休眠、叶子脱落和抑制细胞生长等生理作用的一种植物激素,也是能够提高植物抗逆能力的一种"非生物应激激素"。ABA是植物响应非生物胁迫的重要信号分子,在应答植物非生物胁迫如干旱、高盐、低温等中具有重要的生物功能。综述了近10年关于外源ABA对植物抗逆响应机理的研究,系统地从种子萌发、幼苗生理生化、分子调控等层面开展论述,旨在为ABA在植物非生物胁迫中抗逆功能的深入研究提供参考,并为非生物胁迫下的农作物育种和生产提供理论依据。 相似文献
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结合药理学和植物生理生化的方法,通过外源施加供体或清除剂,并观察幼苗生长的变化,意在研究H_2S和NO两种气体信号分子在大白菜抵抗高温胁迫中的生理作用及相互影响。实验结果表明:高温胁迫明显抑制大白菜幼苗的生长,导致植株叶片明显萎蔫卷曲。胁迫条件下,植株可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量以及相对电导率均显著升高,内源H_2S和NO含量明显上升,外源生理浓度H_2S和NO处理可明显缓解高温胁迫对幼苗生长的影响,并且两种信号分子存在相互作用,外源H_2S缓解内源NO含量的上升,而外源NO对内源H_2S含量变化并没有显著影响。综上,气体信号分子H_2S和NO交叉互作参与大白菜抵御高温胁迫。 相似文献
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一氧化氮在植物中的生理作用 总被引：1，自引：1，他引：0
一氧化氮(NO)不仅是一种易扩散的生物活性分子,而且是生物体内重要的信号分子。植物细胞通过NO合酶、硝酸还原酶,或非生化反应途径产生NO。NO参与植物生长发育调控和对生物、非生物胁迫的应答反应。通过讨论NO的产生,对植物生长发育的影响及在抗逆反应中的信号调节来阐述NO在植物中的生理作用。 相似文献
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过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)已被证明是植物中的信号分子,生物和非生物胁迫都可以导致H2O2和NO的产生.以蚕豆下表皮为材料,通过表皮条生物分析方法和激光扫描共聚显微镜显微技术,检测了H2O2诱导蚕豆气孔关闭过程中NO的产生.H2O2以浓度依赖的方式诱导气孔关闭,NO也有类似的作用.100 μmol/L H2O2诱导的气孔关闭作用可明显地被25 μmol/L一氧化氮合酶(L-NAME)专一性抑制剂或200 μmol/L一氧化氮清除剂(cPTIO)逆转.但L-NAME和cPTIO单独处理时对气孔开度几乎无影响.表皮条经100 μmol/L H2O2处理,再用NO分子探针乙酰乙酸盐-4,5-二氨基荧光黄(DAF-2 DA)孵育后,与对照相比,保卫细胞胞质中荧光强度明显增加.结果表明NO可能参与H2O2诱导的气孔关闭,保卫细胞中H2O2可能是通过NOS途径诱导NO的产生,而且H2O2可能作为上游信号分子诱导NO的产生. 相似文献
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为了探讨一氧化氮(NO)参与调控微囊藻毒素(MC)诱导植物损伤的机理,以青菜(Brassica rapa)幼苗为材料,研究了外源NO对MC胁迫下青菜幼苗的生长、体内活性氧(ROS)累积、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响及可能的调控机制。结果显示:(1)外源NO供体硝普钠(SNP)预处理能够显著缓解MC对青菜幼苗生长的抑制效应;(2)SNP预处理能够显著降低MC诱导青菜幼苗ROS的过量产生;(3)SNP预处理能够分类调控MC对抗氧化酶(SOD、POD、APX、CAT)和抗氧化物质(As A和GSH)的诱导效应。这些结果表明,外源NO能够通过特异性调控MC诱导青菜幼苗的氧化胁迫反应,进而缓解MC对植物的毒害效应。 相似文献
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H2O2是一种多效性分子,在植物应对非生物胁迫过程中起着重要作用。在一定的浓度范围内,H2O2作为信号分子通过参与多种信号转导途径调节相关的基因表达以及生理代谢过程,但是H2O2的过度积累会引起细胞组分的降解,导致细胞死亡。因此,维持植物体内H2O2的动态平衡十分必要。综述了非生物胁迫条件下H2O2在植物中的产生、降解及在信号传导中的作用。 相似文献