時(shí)時(shí)保持高代謝率-國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料_第1頁
時(shí)時(shí)保持高代謝率-國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料_第2頁
時(shí)時(shí)保持高代謝率-國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料_第3頁
時(shí)時(shí)保持高代謝率-國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料_第4頁
時(shí)時(shí)保持高代謝率-國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料_第5頁
已閱讀5頁,還剩75頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

時(shí)時(shí)保持高代謝率國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料(可以直接使用,可編輯完整版實(shí)用資料,歡迎下載)

時(shí)時(shí)保持高代謝率國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋

黃醫(yī)師在高中時(shí)也曾跟流行用水煮蛋、3日減肥菜單等來減肥,但都無功而返。

進(jìn)入國(guó)泰醫(yī)院擔(dān)任內(nèi)分泌新陳代謝科醫(yī)師后,現(xiàn)在的她有一套「更專業(yè)」的飲食、運(yùn)動(dòng)習(xí)慣,來提升代謝、控制體重。

飲食秘訣80%用水煮方式烹調(diào)!

為了減少油脂的攝取,黃醫(yī)師的飲食約有80%是用水煮方式,且雞皮幾乎不吃。還盡量減少外食機(jī)會(huì),若非得外食,也以自助餐為主。時(shí)時(shí)保持高代謝率國(guó)泰醫(yī)院新陳代謝科醫(yī)師黃莉棋(完整版)實(shí)用資料(可以直接使用,可編輯完整版實(shí)用資料,歡迎下載)

保養(yǎng)秘訣勤練氣功+泡澡!

黃莉棋醫(yī)師喜歡買日本湯包回家DIY泡澡,尤其是熏衣草類,感覺非常棒,不過1星期只泡1次,每次20分鐘左右,泡太久血液擴(kuò)張?zhí)?,反而?huì)頭暈。

值得一提的是,她早晚還練氣功,不但紓解壓力,疲勞也改善了不少喔!

★特別叮嚀

睡前練氣功5-10分鐘,養(yǎng)生外,還可彌補(bǔ)白天不足的運(yùn)動(dòng)量。每天早上吃1顆維生素B群,讓妳整天都有好心情,也有助于代謝力喔!

運(yùn)動(dòng)秘訣快走+爬樓梯!

工作忙碌的黃醫(yī)師,最常做的運(yùn)動(dòng)就是走路及爬樓梯,因?yàn)榭丛\的關(guān)系,所以1到7樓,每天爬個(gè)5、6趟,是稀松平常的事。而且為了延續(xù)較高的心跳率,到了樓層,還繼續(xù)快步走,讓每次「爬樓梯運(yùn)動(dòng)」的燃脂效果都可以持續(xù)20~30分鐘。

此外,她還利用忠孝捷運(yùn)地下街,每天從明耀百貨以10分鐘走到sogo,不僅增加肺活量,更保持高代謝率。

★特別叮嚀

走路的時(shí)間最好選擇在中午之前,1星期至少3天,就可以保持良好的代謝能力。

提升代謝的私房飲食小Tips

TIP1

維生素B群具有提升代謝的能力。維生素C、E及鋅屬于抗氧化劑,有助于減緩老化,當(dāng)然代謝率的下降也能因此稍稍趨緩。

TIP2

人蔘、銀杏等雖不能直接促進(jìn)代謝力,但可以幫助氣血循環(huán),對(duì)增加活力也有幫助。

TIP3

平均每天喝2000c.c.的水,尤其在運(yùn)動(dòng)時(shí)更要補(bǔ)充。能維持電解質(zhì)平衡,使鈉、鉀不會(huì)流失。

TIP4

每次進(jìn)食時(shí),都是提高代謝的機(jī)會(huì),所以,少食多餐,最好1天能吃6小餐,增加熱量消耗!1998年12月September1998中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)Chinesejournalofoilcropsciences第20卷第4期Vol.20No.4植物脂肪酸代謝工程研究進(jìn)展王幼平曾宇羅鵬(四川聯(lián)合大學(xué)生物系成都610064摘要簡(jiǎn)述植物脂的生物合成途徑以及近年來植物脂肪酸代謝工程研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞油料作物脂肪酸代謝酶修飾大豆、油棕、油菜、向日葵、棉籽和花生等食用植物油的主要成分為棕櫚酸(C16∶0、硬脂酸(C18∶0、油酸(C18∶1、亞油酸(C18∶2和亞麻酸(C18∶3等。而潛在的非食用植物油資源較多,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)上千種脂肪酸類型在植物中都可找到[1]。如在野生植物中,篩選到含量很高的長(zhǎng)鏈脂肪酸植物有Crambe,Limnanthes和Lunaria,中鏈脂肪酸植物有Cuphea和Lauraceae,羥基脂肪酸植物有Lesquerella,環(huán)氧脂肪酸植物有Vernonia,Stokesia,液體蠟酯植物有Simmondsia等[2]。但是一種潛在的種質(zhì)資源要成為合乎要求的作物,還有許多工作要做。諸如種質(zhì)的收集、鑒定、評(píng)價(jià)和利用等。近年,分子生物學(xué)家利用現(xiàn)代遺傳操作技術(shù),通過基因工程的方法把一些種質(zhì)資源中有益的性狀通過分子克隆等手段轉(zhuǎn)移到新的宿主中去,重新設(shè)計(jì)植物脂類代謝方面已進(jìn)行了大量的嘗試,并取得了顯著成績(jī)。本文將闡述植物脂的生物合成途徑以及近幾年來植物脂基因工程研究的狀況。1貯藏脂(storagelipids的生物合成盡管植物脂代謝途徑相當(dāng)復(fù)雜,但大多數(shù)反應(yīng)步驟已了解很透徹[3]。植物脂的生物合成主要有兩個(gè)去向,一是用來構(gòu)成生物膜的甘油脂和磷脂,另一個(gè)是貯藏在種子中,即貯藏脂,常以甘油三脂(TAG的形式存在。研究表明:貯藏脂的生物合成和膜脂的形成是受不同遺傳機(jī)制控制的,即使它們的早期階段具有一個(gè)共同的生物合成途徑,但貯藏脂的脂肪酸組成的變化并不會(huì)影響膜脂的成分。如亞麻酸(C18∶3是所有植物光合膜的主要組成成分之一,同時(shí)也是亞麻子油的基本組分,利用化學(xué)誘變?nèi)笔蓚€(gè)基因功能,使亞麻子油中的亞麻酸含量從46%降低至2%,而在膜脂中的含量不受影響[4]。因此有人推測(cè)可能存在兩套基因編碼相應(yīng)的同功酶,或一套基因通過復(fù)雜的表達(dá)調(diào)控使得膜脂合成途徑活躍。植物脂的生物合成途徑特別適合于植物分子遺傳操作,因?yàn)橘A藏態(tài)脂是一種封閉的相對(duì)惰性的光合終產(chǎn)物,其主要成分的改變不影響植物總的分解功能,只是這種改良后的貯藏脂必須適合萌發(fā)后的脂分解[5]。本文只簡(jiǎn)述植物貯藏脂的生物合成。植物細(xì)胞脂肪酸的生物合成主要發(fā)生在質(zhì)體的基質(zhì)中,由乙酰輔酶A經(jīng)一系列反應(yīng)生成不同鏈長(zhǎng)(C8~C18的脂肪酸,通過與ACP結(jié)合組裝脂肪酸并引入第一雙鏈(③,在特異性硫酯酶(④作用下,脂肪酸從ACP復(fù)合物釋放并經(jīng)輔酶A脂化后(⑤穿過質(zhì)體膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì),收稿日期1998—02—24課題來源國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介王幼平,男,33歲,副教授,博士在多種酶(⑥~⑨的作用下進(jìn)一步代謝和修飾,包括脂肪酸的去飽和以及鏈的延長(zhǎng)等[6](圖1。圖1植物貯藏脂類生物合成簡(jiǎn)圖(引自Somerville,1991Topfe,1995注:①乙酰輔酶A羧化酶;②脂肪酸合成酶;③△9—硬脂酰ACP去飽和酶;④?;鵄CP硫酯酶;⑤酰基CoA合成酶;⑥△12—油酰去飽和酶;⑦△15—亞油酰去飽和酶;⑧⑨延長(zhǎng)酶;βκ3—磷酸甘油?;D(zhuǎn)移酶(G3PAT;βλ溶血性磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶(LPAAT;βμ磷脂酸磷化酶(PAP;βν二酰甘油?;D(zhuǎn)移酶(DAGAT;ACP,?;d體蛋白;CoA,輔酶A。TAG的組裝是通過Kennedy途徑[7]:3—磷酸甘油(G—3—P→溶血性磷脂酶(LAP→磷脂酸(PA→二酰甘油酯(DAG→三酰甘油酯(TAG。所需酶分別為3—磷酸甘油?;D(zhuǎn)移酶(G3PAT,溶血性磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶(LPAAT,磷脂酸磷酸化酶(PAP和二酰甘油?;D(zhuǎn)移酶(DAGAT,上述四種酶均定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上。2植物脂肪酸代謝工程植物脂類代謝工程的主要目標(biāo)是通過增加新酶、促使已存酶的超量表達(dá)以及采用反義RNA達(dá)到減少內(nèi)源酶表達(dá)水平途徑來控制脂肪酸的合成過程,利用植物這一天然工廠定向生產(chǎn)和加工出更多、更好的為人類所需的物質(zhì)。目前主要通過操縱TAG的生物合成來直接改變油的成分,已鑒定出的主要酶類有兩類:脂肪酸修飾酶和TAG組裝酶。上述大部分酶已經(jīng)純化并建立了它們的基因文庫。2.1脂肪酸修飾酶類2.1.1脂肪酸去飽和由于植物油中飽和脂肪酸的含量遠(yuǎn)低于動(dòng)物脂肪(飽和脂肪酸含量達(dá)10%~50%,因此用植物油取代動(dòng)物脂肪是降低膽固醇水平的最有效方法。不過植物油仍含有10%~20%的飽和脂肪酸,其主要成分是棕櫚酸(C16∶0。棕櫚酰—ACP在脂肪酸代謝過程中是一關(guān)鍵物,其碳鏈既能被3—酮酯酰ACP合成酶進(jìn)一步延長(zhǎng),也可以在乙?!狝CP硫脂酶作用下脫ACP形成棕櫚酸并轉(zhuǎn)化為貯存態(tài)油,因此植物油中飽和脂肪酸的含量主要是由98王幼平等:植物脂肪酸代謝工程研究進(jìn)展09中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)1998,20(43—酮酯酰ACP合成酶和硫酯酶活性所決定,控制其中一種酶的活性就可使油中飽和脂肪酸含量有所改變。如Bleibaum等在甘藍(lán)型油菜種子中通過3—酮酯酰ACP合成酶的超量表達(dá)導(dǎo)致了棕櫚酸含量的降低[8]。Yadav等在大豆中通過一種“協(xié)同抑制”的方法,即用另一乙酰—ACP硫酯酶基因轉(zhuǎn)化大豆,結(jié)果降低了本身具有的硫酯酶活力,導(dǎo)致胚中飽和脂肪酸含量減少了一半[9]。近一半的植物油被加工成奶油和起酥油而間接食用。由于大多數(shù)植物油在室溫下為液態(tài),因此要做成奶油和起酥油必須提高植物油的熔點(diǎn),其實(shí)質(zhì)就是增加植物油中飽和脂肪酸的份額。通過催化加氫的方法可提高植物油的飽和度,但研究發(fā)現(xiàn)氫化作用可導(dǎo)致不飽和脂肪酸雙鍵由順式向反式轉(zhuǎn)化,不利于人的健康[3]。如果通過分子遺傳操作方法改變脂肪酸代謝中的去飽和酶正?;钚?阻止雙鍵的形成,也會(huì)實(shí)現(xiàn)上述目的。Knutzon等通過硬脂?!狝CP去飽和酶(③cDNA的反向表達(dá),使蕪菁種子油中硬脂酸含量由2%增加到40%[10]。通過硫酯酶(④的超量表達(dá)和降低硬脂?!狝CP去飽和酶的表達(dá)水平,也會(huì)使種子中的硬脂酸含量提高到45%[8]。Hitz等通過對(duì)△12—油酰去飽和酶(⑥反義抑制可使油菜的油酸含量上升到83%,這種轉(zhuǎn)基因油菜和一種突變體油菜(其油酸含量為78%雜交,結(jié)果可培育出油酸含量達(dá)87%的油菜新材料。在大豆中,對(duì)△15—亞油酰去飽和酶(⑦反義抑制,使其種子中亞油酸的含量提高了10%[11]。2.1.2脂肪酸鏈的終止中等長(zhǎng)度的脂肪酸(C8~C12主要用于制造肥皂、去污劑和表面活性劑,其中月桂酸(C12為最理想的表面活性劑,但這些脂肪酸主要分布于熱帶植物中,如椰子樹和棕櫚樹等。美國(guó)Calgene公司為了改變靠進(jìn)口椰子油和棕櫚油來生產(chǎn)月桂酸,從加州桂樹(Umbellulariacalifornia中發(fā)現(xiàn)一種特殊的酶(酯?!狝CP硫酯酶,如果植物中含有該酶,ACP上的脂酰鏈長(zhǎng)度達(dá)C12時(shí)即終止合成反應(yīng)。通過該酶的純化和氨基酸序列分析,分離其cDNA,現(xiàn)已獲得表達(dá)同一硫酯酶的油菜轉(zhuǎn)基因植株,并可產(chǎn)生出40%以上的月桂酸,而且轉(zhuǎn)基因植株的農(nóng)學(xué)性狀沒有明顯的變化,種子的產(chǎn)油率較高[12]。在Cuphealanceolata植物種子中癸酸(C10含量高達(dá)83%,從該植物中分離特有的硫酯酶基因并轉(zhuǎn)入油菜中,結(jié)果使油菜種子中含有1%的辛酸(C8和3%的癸酸[10]。2.1.3脂肪酸鏈的延長(zhǎng)芥酸(C22∶1是具有廣泛用途的精細(xì)化工原料,除用作溶劑和潤(rùn)滑劑外,還可精煉成有價(jià)值的產(chǎn)品,如香料、橡膠添加劑、十三烷二酸、高級(jí)工程塑料(如尼龍1313等[13]。但目前工業(yè)上芥酸的生產(chǎn)主要是以普通菜油為原料,其芥酸含量較低(30%~50%,且食用油菜育種日趨向零芥酸方向發(fā)展,因此嚴(yán)重限制工業(yè)芥酸的生產(chǎn)。如果通過現(xiàn)代生物技術(shù)使目前植物油中的芥酸含量由50%提高到90%以上,就會(huì)大大降低芥酸的生產(chǎn)成本,提高植物油在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。要使種子中芥酸含量達(dá)90%以上,首先,必須引入具有鏈延長(zhǎng)功能的特異性酶。芥酸的合成是以油酸(C18∶1為原料,在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在油菜中是由2種延長(zhǎng)酶的作用來完成[14],即C18∶1—CoA和C20∶1CoA延長(zhǎng)酶。目前美國(guó)Calgene公司從Simmondsiachinensis植物(該植物種子含100%的液體蠟酯中分離出2個(gè)目的基因,期望對(duì)此酶進(jìn)行修飾[15]。其次,還要考慮TAG組裝過程各種?;D(zhuǎn)移酶。因?yàn)榧词菇嫠岙a(chǎn)生了,是否全部能整合到甘油的三個(gè)羥基上還是疑問[5]。Bernerth等研究發(fā)現(xiàn),如果增加芥酰CoA的濃度(是油酰CoA的5倍,LPAAT在sn—2位上還是優(yōu)先使用油酰CoA,因此要想進(jìn)一步提高油料植物中芥酸的水平,只提高細(xì)胞中芥酸CoA的濃度是不能根本解決問題,必須對(duì)LPAAT的性質(zhì)進(jìn)行修飾[16]。2.2甘油三酯(TAG組裝酶油料種子通過Kennedy途徑合成TAG,大量的研究表明不同來源的G3PAT和DAGAT對(duì)?;鵆oA的選擇性較小,而LPAAT則具有很強(qiáng)的選擇性。TAG的sn—1和sn—3位的?;愋秃艽蟪潭壬弦蕾囉诩?xì)胞內(nèi)的酰基CoA組成含量,而sn—2位受LPAAT選擇特異性的高度限制,即在TAG的sn—2位上不接受C16或C18的飽和脂肪酸以及大于C18的不飽和脂肪酸[16]。但在自然界也有特例,如烏桕的種子中棕櫚酸含量高達(dá)71%,旱金蓮(Tropaeolumma2jus的芥酸含量為78%~82%[2]。這為基因工程創(chuàng)造單一的特高脂肪酸含量的新型油料植物提供了可行性證據(jù)。目前G3PAT已從椰子種子中分離純化[17],基因已被克隆[18],DAGAT已從大豆葉中分離純化[19]。通過對(duì)油菜、旱金蓮、大豆、玉米、棕櫚、蓖麻子和草地泡沫(Limnanthesalba等油料植物種子成熟過程的研究,發(fā)現(xiàn)只有草地泡沫植物中的LPAAT酶可使芥酸CoA與1—芥酸—3—磷酸甘油酯生成二芥酰磷脂酸,并可進(jìn)一步生成三芥酰甘油酯[20]。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)通過基因工程方法培育高芥酸油菜是相當(dāng)重要的,因?yàn)閭鹘y(tǒng)的育種方法培育的油菜芥酸含量最多不超過理論值66%。如果將草地泡沫的LPAAT基因轉(zhuǎn)入高芥酸的油菜中,理論上將會(huì)產(chǎn)生90%以上芥酸的油菜新材料,此項(xiàng)工作目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)單位正進(jìn)行研究,并有望5年內(nèi)培育出特高芥酸含量的新型油料植物。3結(jié)語目前,分子生物學(xué)家通過對(duì)植物脂肪酸生物合成的深入了解,運(yùn)用分子遺傳操作技術(shù),不僅可設(shè)計(jì)出單一的特高含量的中、長(zhǎng)鏈脂肪酸油料植物,而且可創(chuàng)建出特異性(如環(huán)氧脂肪酸、環(huán)鏈脂肪酸等高值產(chǎn)品的新型油料植物。因此,今后我們可從以下幾方面開展工作:①進(jìn)一步拓寬目的基因源,來自細(xì)菌、動(dòng)物和真菌的膜結(jié)合脂肪酸修飾酶均能在轉(zhuǎn)基因植物中發(fā)揮作用[21]。②通過對(duì)光合產(chǎn)物的流向進(jìn)行控制,可直接生產(chǎn)出貯藏態(tài)油脂含量高的植物種子,幾乎不含有貯存蛋白和碳水化合物,這種種子可能不具有活力,但只需用化學(xué)方法或通過品種雜交便可獲得控制該品質(zhì)的油料作物[3]。③依據(jù)現(xiàn)有酶的結(jié)構(gòu),利用基因點(diǎn)突變產(chǎn)生新酶,以合成特異性的化學(xué)產(chǎn)品。隨著人們利用光能進(jìn)行光合再生產(chǎn)以及植物代謝基因操作手段的積累,進(jìn)一步擴(kuò)展轉(zhuǎn)基因植物這種高效、低污染的化學(xué)工廠的生產(chǎn)能力是完全可能的。參考文獻(xiàn)1PrincenLH,PothfusJA.Developmentofnewcropsforindustrialrawmaterials,1984,61(2:281~2892王幼平,賈勇炯,羅鵬.某些特油植物資源的脂肪酸類型及用途.中國(guó)油料,1997,19(2:72~753OhlroggeJB.Designofnewplantproductsengineeringoffattyacidmetabolism.Plantphysiol,1994,104:821~8264GreenAG.Geneticcontrolofpolyunsaturatedfattyacidbiosynthesisinflax(Linumusitatissimumseedoil.Theorapplgenet,1986,72:654~6615MurphyDJ.Modifyingoilseedcropsfornon2edibleproducts.Tibtech,1992,10:84~876SomervilleC,BrowseJ.Plantlipids:Metabolism,MutantsandMembranes.Science,1991,252:80~8719王幼平等:植物脂肪酸代謝工程研究進(jìn)展29中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)1998,20(47StymneS,StobartAK,GladdG.Theroleoftheacyl2CoApoolinthesynthesisofpolyunsaturated182carbinfattyacidsandtriacylglycerolproductioninthemicrosomesofdevelopingsafflowerseeds.Biochim2icaetbiophysicaacta,1983,752:198~2088TopferR,MartiniN,SchellJ.Modificationofplantlipidsynthesis.Science,1995,268:681~6869YadavN,WierzbickiA,KnowltonSetal.In:NMurata,CRSomerville,eds.Biochemistryandmolec2ularbiologyofmembraneandstoragelipidsofplants.Rockville,MD:Americansocietyofplantphysiol2ogists.1993.60~6110KnutzonDS,ThompsonGA,RadkeSEetal.ModificationofBrassicaseedoilbyantisenseexpressionofastearoyl2acylcarrierproteindesaturasegene.ProcnatlacadsciUSA,1992,89:2624~262811HitzWD,YadavNS,ReiferRSetal.In:KaderJCandMazliakPeds.Plantlipidmetabolism.Netherlands:Kluwer,Dordrecht,1995,506~50912PollardMR,AndersonL,FanCetal.Aspecificacyl2ACPthioesteraseimplicatedinmedium2chainfat2tyacidproductioninimmatrecotyledonsofUmbellulariacalifornica.Archivesofbiochemistryandbio2physics,1991,284(2:306~31213周永明.油菜遺傳改良研究進(jìn)展.國(guó)外農(nóng)學(xué)—油料作物,1996:1~614PollardMR,StumpfPK.BiosynthesisofC20andC22fattyacidsbydevelopingseedsofLimnanthesal2ba,chainelongationanddesaturation.Plantphysiol,1980,66:649~65215MoffaAS.Plantsaschemicalfactories.Science,1995,268:65916BernerthR,FrentzenM.Utilizationoferucoyl2CoAbyacyltransferasefromdevelopingseedsofBrassi2canapus(L.involvedintriacylglycerolbiosynthesis.Plantscience,1990,67:21~2817FritzPJ,KauffmanJM,RobertsonCAetal.Cocoabutterbiosynthesis,purificationandcharacteriza2tionofasolublesn2glycerol232phosphateacyltransferasefromcocoaseeds.Thejournalofbiologicalchemistry,1986,261(1:194~19918IshizakiO,NishidaI,AgataKetal.CloningandnucleotidesequenceofcDNAfortheplastidglycerol232phosphateacyltransferasefromsquash.EFBSletters,1988,238:424~43019KwanyuenP,WilsonRF.Isolationandpurificationofdiacylglycerolacyltransferasefromgerminationsoybeancotyledons.Biochimicaetbiophysicaacta,1986,877:238~24520LaurentP,HuangAHC.Organanddevelopmentspecificacylcoenzymealysophos2phatidatesinpalmandmeadowfoam.Plantphysiol,1992,99:1711~177521VoelkerTA,DaviesHM.AlterationofthespecificityandregulationoffattyacidsynthesisofEs2cherichiacolibyexpressionofaplantmedium2chainacyl2acylcarrierproteinthioesterase.Journalofbacteriology,1994,176(23:7320~7327熱激鍛煉對(duì)高溫脅迫下菊花生理代謝的影響李云,張鋼*,楊際雙*(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,河北保定071001摘要:以菊花(Chrysanthemummorifolium品種‘神馬’的扦插苗為試驗(yàn)試材,在40℃下對(duì)其進(jìn)行8h的熱激鍛煉,然后在50℃下分別進(jìn)行0,1,1.5,2,2.5和4h不同時(shí)間的高溫脅迫。通過對(duì)其相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛(MDA、脯氨酸(Pro和可溶性蛋白質(zhì)含量及過氧化物歧化酶(POD和超氧化物歧化酶(SOD活性的測(cè)定,研究了熱激鍛煉對(duì)菊花耐熱性的影響。結(jié)果表明,熱激鍛煉的菊花葉片相對(duì)電導(dǎo)率相對(duì)較小,MDA含量也相對(duì)少,而且保持了較高的可溶性蛋白質(zhì)和Pro含量及POD和SOD活性,說明熱激鍛煉在一定程度上提高了菊花幼苗的耐熱性。關(guān)鍵詞:菊花;熱激鍛煉;高溫脅迫;耐熱性中圖分類號(hào):S682.1EffectsofHeatShockonPhysiologicalActivityofChrysanthemumunderHighTemperatureStressLIYun,ZHANGGang*,YANGJi-shuang*(CollegeofHorticulture,AgriculturalUniversityofHebei,BaodingHebei,071001,ChinaAbstract:Toinvestigatetheeffectsofheatshockontheheattolerance,thecuttingsofchrysanthemum‘JinBa’weretreatedat40℃for8hours,andthenthechangesofelectrolyticleakage,contentofmalondialdehydelevel(MDA,solubleprotein,proline(Proandactivityofsuperoxidedismutase(SODandperoxidase(PODweremeasuredafterhightemperaturestresswithdifferenttimes(1h~4h.TheresultsshowedthattheelectrolyticleakageandthecontentofMDAinleavestreatedwithheatacclimationwerelowerthanthoseofnon-treated,thecontentsofsolubleproteinandProandtheactivitiesofSODandPODkepthigherlevelscomparedwiththoseofcontrols.Theresultsindicatedthattheheattoleranceofchrysanthemumwasimprovedbyheatshock.Keywords:Chrysanthemummorifolium;Heatshock;Hightemperaturestress;Heattolerance.菊花(Chrysanthemummorifolium是原產(chǎn)于我國(guó)的菊科菊屬宿根性花卉,是世界四大切花之一。我國(guó)切花菊的生產(chǎn)部分用于出口,但是由于切花菊大多是秋菊,不耐高溫,我國(guó)許多地區(qū)在春夏之交時(shí)溫室和塑料大棚內(nèi)高溫危害日益突出,因此夏季切花菊的生產(chǎn)和出口出現(xiàn)斷檔。熱鍛煉提高植物耐熱性在許多植物上有報(bào)道[1,2,3],而未見過熱鍛煉對(duì)菊花耐熱性影響的研究報(bào)道。本試驗(yàn)以菊花幼苗為研究對(duì)象,在熱激鍛煉后對(duì)其進(jìn)行50℃高溫脅迫,通過對(duì)熱激鍛煉后菊花幼苗在熱脅迫下生理活性變化規(guī)律的研究,將有助于采取相應(yīng)措施減輕高溫對(duì)菊花的危害,并通過揭示熱激鍛煉下菊花生理變化特點(diǎn)及特異性表現(xiàn),為熱激鍛煉提高植物抗逆性提供理論依據(jù),并為菊花的耐熱性鑒定提供科學(xué)簡(jiǎn)捷的方法。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料供試材料為河北寶碩集團(tuán)提供的菊花品種‘神馬’扦插苗(40天,2007年3月18日,在溫室中(25℃將扦插苗置于18cm×18cm的塑料缽中,每個(gè)塑料缽中栽4棵菊花幼苗。栽植用土為:蛭石:草炭土=1:1,其它按常規(guī)管理。1.2熱激鍛煉和熱脅迫處理隨機(jī)選取生長(zhǎng)一致的菊花幼苗置于智能人工氣候箱中(PRX-450D-30,寧波海曙賽福試驗(yàn)儀器廠,光照強(qiáng)度3000μmol·cm-2·s-1,相對(duì)濕度65%,進(jìn)行40℃熱鍛煉8h,然后在50℃高溫下分別進(jìn)行不同時(shí)間(0,1,1.5,2,2.5和4h的處理,以未經(jīng)熱鍛煉的為對(duì)照,隨后進(jìn)行耐熱指標(biāo)的測(cè)定。1.3測(cè)定指標(biāo)與方法將扦插苗在50℃下分別進(jìn)行0,1,1.5,2,2.5和4h的高溫脅迫后取出,用于各種指標(biāo)的測(cè)定。1.3.1電導(dǎo)法測(cè)膜透性電導(dǎo)率的測(cè)定參考Ryypp?等[4]的方法,每個(gè)處理取5片葉,用打孔器(直徑為0.5cm避開葉脈部分打48個(gè)孔,樣本切后先用去離子水清洗,再平均置于3個(gè)盛有15mL去離子水的試管中,每個(gè)試管16片小圓片;裝好后用封口膜封口,室溫下靜置3h,之后用數(shù)字電導(dǎo)儀(DDSL-308,上海京科雷磁測(cè)定初電導(dǎo)值(C1;然后將試管置于沸水中煮沸20min,組織死亡和電解質(zhì)釋放完全后測(cè)定終電導(dǎo)值(C2。相對(duì)電導(dǎo)率(REL計(jì)算公式:REL=(C1/C21001.3.2MDA、SOD、POD和可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定每個(gè)處理取5片葉片,隨機(jī)稱取3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)稱取0.3g,將樣品在冰浴的研缽中研磨,加入1mLpH7.8的磷酸緩沖液轉(zhuǎn)移至離心管中,再加2mLpH7.8的磷酸緩沖液將研缽沖洗干凈。在10000×g下離心20min,粗酶液用于MDA、SOD、POD和蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。MDA測(cè)定參考張憲政[5]的方法;SOD測(cè)定參考李柏林和梅慧生的方法[6],根據(jù)SOD抑制NBT的光化還原原理測(cè)定。POD測(cè)定參考李合生[7]的方法采用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定。可溶性蛋白質(zhì)測(cè)定方法參考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[8]。1.3.3脯氨酸含量的測(cè)定每個(gè)處理取5片葉片,隨機(jī)稱取3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)稱取0.3g。測(cè)定參考薛應(yīng)龍[9]的方法。1.4統(tǒng)計(jì)分析根據(jù)測(cè)定的膜透性數(shù)據(jù),計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率,在Excel中作圖。用SPSS11.5(SPSSInc.,Chicago,Il.,U.S.A.軟件的One-wayANOVA分析不同時(shí)間處理的熱鍛煉和對(duì)照的相對(duì)電導(dǎo)率,SOD和POD活性,MDA,蛋白質(zhì)和Pro含量的平均值差異是否顯著。2結(jié)果與分析2.1熱激鍛煉對(duì)熱脅迫下菊花葉片MDA含量和相對(duì)膜透性的影響在50℃脅迫0~4h范圍內(nèi),熱激鍛煉的扦插苗葉片中MDA含量變化趨勢(shì)大體與對(duì)照一致,呈現(xiàn)出先上升再下降(0~1.5h,再上升后又下降的趨勢(shì)(2~4h。但是熱激鍛煉的MDA含量比對(duì)照低,在1和2.5h時(shí)最為顯著(p<0.05(圖1。MDA是膜脂過氧化產(chǎn)物之一,熱激鍛煉抑制了MDA含量的增大,說明熱激鍛煉減弱了膜脂的過氧化作用,延緩了高溫對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞,提高了植物體對(duì)高溫的耐忍性。在50℃脅迫0~4h范圍內(nèi),熱激鍛煉的葉片相對(duì)電導(dǎo)率始終低于對(duì)照。在1,2,2.5和4h熱激鍛煉的相對(duì)電導(dǎo)率與對(duì)照的差異都顯著(p<0.05(圖1。在0~1.5h期間熱激鍛煉和對(duì)照的相對(duì)電導(dǎo)率都是先上升后下降,在短暫的時(shí)間內(nèi)機(jī)體可能是經(jīng)歷了一個(gè)逐漸適應(yīng)高溫環(huán)境的過程。1.5h后熱激鍛煉的葉片相對(duì)電導(dǎo)率呈現(xiàn)出先緩慢下降又緩慢上升的趨勢(shì),而在此過程中對(duì)照則一直緩慢上升,且上升幅度較大。相對(duì)電導(dǎo)率的增高,是膜透性增大的緣故,熱激鍛煉后的扦插苗相對(duì)電導(dǎo)率比對(duì)照低,說明熱激鍛煉在一定程度上緩解了菊花幼苗葉片膜損傷程度。2.2熱激鍛煉對(duì)熱脅迫下菊花葉片POD和SOD活性的影響在高溫脅迫0~4h范圍內(nèi),熱激鍛煉的菊花葉片中POD活性先逐漸升高,2.5h后下降,且在整個(gè)熱脅迫過程中始終高于對(duì)照(圖2。對(duì)照沒有明顯的POD活性升高過程。這意味著在熱脅迫初期,經(jīng)熱激鍛煉的菊花幼苗可通過自身調(diào)節(jié)機(jī)制,提高POD酶活性以適應(yīng)環(huán)境脅迫。隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),菊花幼苗自身調(diào)節(jié)能力己經(jīng)減弱,內(nèi)源抗氧化酶系統(tǒng)清除活性氧能力下降。但相對(duì)于對(duì)照,高溫脅迫下熱激鍛煉處理使細(xì)胞內(nèi)POD保持了較高的活性。熱激鍛煉的菊花幼苗SOD活性在50℃脅迫過程中變化比較平穩(wěn),且在1~2h期間低于對(duì)照。熱脅迫2h時(shí),對(duì)照的葉片SOD活性急劇下降(圖2,而熱激鍛煉的菊花幼苗葉片SOD活性下降幅度較小。2.3熱激鍛煉對(duì)熱脅迫夏菊花葉片可溶性蛋白質(zhì)和Pro含量的影響熱激鍛煉的菊花幼苗在50℃脅迫0~4.0h期間都具有較高的可溶性蛋白含量,在1~2.5h期間顯著高于對(duì)照(p<0.05(圖3。在整個(gè)熱脅迫過程中,熱激處理和對(duì)照的可溶性蛋白含量在0~1h期間都呈現(xiàn)出急劇上升的趨勢(shì),可能是植物應(yīng)急反應(yīng),急劇合成熱激蛋白的緣故。而在1~4h期間,熱激處理和對(duì)照的可溶性蛋白含量變化呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)。熱激處理的可溶性蛋白含量在2h時(shí)略有降低,但沒有達(dá)到顯著水平(p>0.05,總體來說變化平穩(wěn);對(duì)照在此期間卻出現(xiàn)先下降后上升現(xiàn)象,這可能是因?yàn)槊{迫的加重使蛋白合成受阻,植物體內(nèi)可溶性蛋白結(jié)構(gòu)遭到破壞降解,當(dāng)植物體恢復(fù)調(diào)節(jié)能力時(shí)蛋白含量又表現(xiàn)為緩慢上升。在50℃脅迫下,熱激鍛煉和對(duì)照的Pro含量相對(duì)于脅迫0h都升高了,但熱激鍛煉的Pro升高幅度大于對(duì)照(圖3。脯氨酸與構(gòu)成蛋白質(zhì)的其它氨基酸不同,它含有亞氨基。游離脯氨酸能促進(jìn)蛋白質(zhì)水合作用,可維持細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞運(yùn)輸和調(diào)節(jié)滲透壓。較高的Pro含量間接降低了熱脅迫下細(xì)胞電解質(zhì)的大量外滲,減緩了高溫對(duì)植物體的傷害,在一定程度上提高了菊花的耐熱性。3討論本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,熱激鍛煉對(duì)熱脅迫下菊花生理代謝產(chǎn)生了影響,使葉片相對(duì)電導(dǎo)率相對(duì)較小,MDA含量也相對(duì)少,而且保持了較高的可溶性蛋白質(zhì)和Pro含量及POD和SOD活性,在一定程度上提高了菊花幼苗的耐熱性。經(jīng)過熱激鍛煉的菊花幼苗在熱脅迫4h時(shí)細(xì)胞膜透性僅相當(dāng)于對(duì)照在熱脅迫1.5h時(shí)的水平,顯著低于對(duì)照在熱脅迫4h時(shí)的細(xì)胞膜透性(p<0.05)(圖1),并且在熱脅迫過程中經(jīng)過熱激鍛煉的菊花幼苗膜透性變化比對(duì)照平穩(wěn),這可能與熱脅迫過程中熱激鍛煉的菊花幼苗維持了較高的SOD和POD活性有關(guān)。因?yàn)镾OD是抗氧化酶系的核心酶,能有效清除超氧陰離子對(duì)質(zhì)膜的攻擊;POD能馬上清除植物體內(nèi)積累的H2O2,避免了H2O2形成氧化能力極強(qiáng)的·OH,而·被認(rèn)為是膜脂過氧化的啟動(dòng)者[10]。較高的SOD和POD活性對(duì)細(xì)胞起OH到了保護(hù)作用,這些可能是熱激鍛煉提高菊花幼苗耐熱性的重要原因。本研究結(jié)果與耶興元[1]等對(duì)獼猴桃的研究結(jié)果一致,熱激鍛煉維持了較高的SOD和POD活性。但是,吳國(guó)勝等研究大白菜(Brassicacampestrisssp.pekinensis)時(shí)發(fā)現(xiàn)熱激后POD活性下降,SOD活性[11]先提高后下降,與本研究的結(jié)果不十分一致。由此可見,不同植物對(duì)于熱激鍛煉的反應(yīng)有一定差異。熱激鍛煉處理相對(duì)于對(duì)照使菊花幼苗在熱脅迫過程中維持了較高的可溶性蛋白含量(圖3),可能是熱激鍛煉誘導(dǎo)植物體合成了熱激蛋白的結(jié)果。有研究表明熱激蛋白與細(xì)胞的抗熱性有關(guān),而細(xì)胞抗熱與生物膜熱穩(wěn)定性有關(guān),產(chǎn)生的熱激蛋白富積到細(xì)胞膜組分中,有可能起到了防止生物膜受熱破碎的作用[12]。而熱激鍛煉維持了較高的可溶性蛋白含量,在阻止細(xì)胞電解質(zhì)外滲方面可能起到了更加積極的作用,從而提高了菊花幼苗的耐熱性。本研究中熱激處理菊花幼苗的可溶性蛋白含量在高溫脅迫1h后急劇上升,之后基本沒有下降(p>0.05),呈現(xiàn)出比較穩(wěn)定的狀態(tài)(圖3),這與前人研究的其他植物中無論經(jīng)過熱激鍛煉,還是未經(jīng)熱激鍛煉的高溫脅迫下蛋白質(zhì)含量均出現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象有所不同[2,13,14]。因此,今后熱激鍛煉對(duì)菊花熱激蛋白表達(dá)的影響有待于進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn):[1]耶興元,范宏偉,仝勝利,馬鋒旺.熱激鍛煉誘導(dǎo)獼猴桃耐熱性研究J.果樹學(xué)報(bào).2005,22(6:630-633.[2]何亞麗,劉友良,陳權(quán),卞愛華.水楊酸和熱鍛煉誘導(dǎo)的高羊茅幼苗的耐熱性與抗氧化的關(guān)系J.植物生理與分子生物學(xué)報(bào),2002,28(2:89-95.[3]周人綱,樊志和,李曉芝,王占武,韓煒.熱鍛煉對(duì)小麥葉片細(xì)胞膜及有關(guān)酶活性的影響J.作物學(xué)報(bào),1995,21(5:568-572.[4]Ryypp?A,RepoT,VapaavuoriE.DevelopmentoffreezingtoleranceinrootsandshootsofScotspineseedlingsatnonfreezingtemperaturesJ.CanJForRes,1998,28:557-565.[5]張憲政.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)M.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1989,310-312.[6]李柏林,梅慧生.燕麥葉片衰老和活性氧代謝的關(guān)系J.植物生理學(xué)報(bào),1989,15(1:6-12.[7]李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)M.北京:高等教育出版社.2000.6[8]WhithamS,Dinesh-kumarSP,ChoiD,HehlR,CoorC,.BakerB.TheproductofthetobaccomosaicvirusresistancegeneN:similaritytotollandtheinterleukin-1receptorJ.Cell,1994,78:1101-1115.[9]薛應(yīng)龍.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)M.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社.1985.[10]蔣明義,荊家海.植物體內(nèi)羥自由基的產(chǎn)生及其與脂質(zhì)過氧化作用啟動(dòng)的關(guān)系J.植物生理學(xué)通訊,1993,29(4:300-305.[11]吳國(guó)勝,曹婉紅,王永健.細(xì)胞膜熱穩(wěn)定性及保護(hù)酶和大白菜耐熱性關(guān)系J.園藝學(xué)報(bào),1995,22(4:352-358.[12]劉箭,楊曉賀,吳顯榮.菜豆熱激蛋白在生物膜上的定位J.植物學(xué)報(bào),1995,37(2:87-90.[13]陳培松,郁松林,詹妍妮.茉莉酸和高溫鍛煉對(duì)葡萄幼苗耐熱性及其抗氧化酶的影響J.生命科學(xué)研究,2006.10(3)238-243.[14]KratschHA,WiseRR.TheultrastructureofchillingstressJ.PlantCellEnviron,2000,23:337-350.本文創(chuàng)新點(diǎn):熱鍛煉提高植物耐熱性在許多植物上有報(bào)道,而未見過熱鍛煉對(duì)菊花耐熱性影響的研究報(bào)道。本試驗(yàn)以菊花幼苗為研究對(duì)象,在熱激鍛煉后對(duì)其進(jìn)行50℃脅迫,通過對(duì)熱激鍛煉后菊花幼苗在熱脅迫下生理活性變化規(guī)律的研究,將有助于采取相應(yīng)措施減輕高溫對(duì)菊花的危害,并通過揭示熱激鍛煉下菊花生理變化特點(diǎn)及特異性表現(xiàn),為熱激鍛煉提高植物抗逆性提供理論依據(jù),并為菊花的耐熱鑒定提供科學(xué)簡(jiǎn)捷的方法。7簡(jiǎn)報(bào)第46卷第23期2001卑12月講學(xué)屯矗一氧化氮對(duì)鹽脅迫下小麥葉片氧化損傷的保護(hù)效應(yīng)阮海華沈文飚4葉茂炳徐朗萊南京農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院.南京2100954聯(lián)系^.Email:wbshenh@sohucom)姍日摘要從葉綠素、MDA和質(zhì)膜相對(duì)透性3個(gè)方面的受化證實(shí)了0l和ImmolKL的一氧化氪(nitricoxide,NO)供體硝普鈾(sodiumnitropmsside,SNP)分別對(duì)150和300mmol/LNaCI脅迫下的小麥(TriticumaestivarnLj葉片氧化損傷有明顯的緩解燕應(yīng)NO能夠顯著誘導(dǎo)鹽脅迫下小麥葉片SOD和CAT活力的上升,延緹o;一和H202的積累,同時(shí)促進(jìn)抗氧化物質(zhì)脯氧酸的含量上升,從而減輕鹽脅迫下小麥葉片的氧化損傷關(guān)鍵詞小麥鹽脅迫一氧化氮氧化損傷保護(hù)我國(guó)有2.00I×107ha鹽荒地和6.67×10。ha鹽漬化耕地.約占可耕地面積的25%…鹽害是目前制約作物產(chǎn)量的主要逆境因素之一,因此提高植物的耐鹽性是植物抗逆研究的重要課題已知鹽逆境脅迫條件下植物細(xì)胞葉綠體和線粒體電子傳遞中泄露的電子增加.活性氧(reactiveoxygenspecies,ROS)大量產(chǎn)生,并導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的氧化損傷,引起葉綠素降解、膜結(jié)構(gòu)損傷、蛋白質(zhì)變性、核酸斷裂,甚至細(xì)胞死、L【?。梢谎趸ǎ睿椋簦颍椋悖铮椋洌?,NO)是生物體中一種重要的氧化還原信號(hào)分子和毒性分子,也是一種活性氮(reactiveni”ogenspecies,RNS)在植物體內(nèi)主要通過一氧化氮合酶(nitricoxidesynthase.NOS.EC1.1413.39)和硝酸還原酶(nitratereductase.NR,EC1.6.6.1/2)催化臺(tái)成‘1….以動(dòng)物為材料的研究表明,NO對(duì)生物體的作用具有雙重性一方面,低濃度NO能迅速清除超氧陰離子(oi)和脂質(zhì)自由基(R‘),阻斷包括脂質(zhì)過氧化在內(nèi)的ROS參與的各種傷害效應(yīng),而且能誘導(dǎo)抗氧化酶基因的表達(dá),從而具有保護(hù)作用”“;另一方面,高濃度NO與O:相互作用生成大量的過氧亞硝酸陰離子(一OONO),后者質(zhì)子化再形成具有強(qiáng)氧化性的過氧亞硝酸(HOONO),破壞生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能,最終具有生物毒性∞J.Beligni等人【71提出NO對(duì)植物體也同樣具有雙重性,且與植物細(xì)胞的生理?xiàng)l件和NO濃度有關(guān),并進(jìn)一步證實(shí)了外源NO能緩解馬鈴薯因噴施敵草快(diquat)和百草枯(paraquat)兩種除草劑而引起的ROS介導(dǎo)的氧化傷害“1最近.Mata等人”1還發(fā)現(xiàn)NO能夠通過誘導(dǎo)小麥的氣孔關(guān)閉來提高其抗旱性本文報(bào)道了外源NO對(duì)鹽脅迫下www.sc|ch|na.corn小麥葉片氧化損傷的保護(hù)作用,并初步研究了相關(guān)機(jī)理.1材料與方法(i)材料培養(yǎng)與處理小麥(TriticumaestivumL)品種為揚(yáng)麥158種子經(jīng)0.1%HgCl2消毒,25℃浸種,催芽挑選露白一致的種子用Hoagland溶液進(jìn)行水培,自然光照,至小麥幼苗長(zhǎng)至兩葉一心期進(jìn)行處理處理方式如下:0.Hoagland溶液:1含150mmol/LNaCl的Hoagland溶液:2含】50mmol/LNaCl及0.1mmol/LSNP的Hoagland溶液:3.含0Immo|/LSNP的Hoagland溶液;4.含300mmol/LNaCI的Hoagland溶液:5.含300mmol/LNaCl及1mmol/LSNP的Hoagland溶液;6.含lmmol/LSNP的Hoagland溶液.每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù),每天更換1次處理液.在處理后的第0,2,4.6,8天時(shí)取葉片進(jìn)行相關(guān)測(cè)定(ii)測(cè)定方法.葉綠素、MDA和質(zhì)膜相對(duì)透性的測(cè)定分別參照Beligni等人¨0]、許長(zhǎng)成等人…’和劉寧等人”21的方法CAT和SOD活力測(cè)定:0.5g葉片按l:5(質(zhì)量體積比)加入酶提取液(0.05mol/LpH7.8的磷酸緩沖液.含2%的PVP),冰浴研磨勻漿,4℃冷凍離心(10000xg,30min),上清液即為粗酶液.CAT活力測(cè)定參照Durner等人[|”的方法并加以改進(jìn),3mL的反應(yīng)體系中吉005mol/L磷酸緩沖液(pH7.O)和10uL30%的H102,最后加入適量的酶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng),反應(yīng)開始后迅速測(cè)定A“o。。值的變化SOD活性測(cè)定按照Fridovich等人【14l的NBT光化還原法,以抑制氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原50%的酶量為一個(gè)酶活力單位(u).H202含量的測(cè)定:參照劉俊等人【1“的Ti—PAR丙993萬方數(shù)據(jù)褂掌丘扛第46卷第23期2001年12,El簡(jiǎn)tit酮莘取濁測(cè)定POD活力的測(cè)定:0.5g葉片按l:5(質(zhì)量體積比)的比例加人酶提取液(005mo//LpH8.7的硼酸緩沖液,含2mmol/L的亞硫酸氫鈉),冰浴研瞎勻漿.4℃冷凍離心【10000。g.30rain).活力測(cè)定咀Hammerschmid!等人¨“的方法稍加政進(jìn),反應(yīng)體系以愈創(chuàng)木酚(O.25%j平口過氧化氫(O75%j為底物,適量酶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng).測(cè)定46011111吸光值的}升.0:一產(chǎn)生速率測(cè)定:參照王愛國(guó)等人““的方法.5g葉片加10mL0.065mol/L磷酸緩沖液.研磨勻漿,411冷凍離,C,(5000og.10min)1mL上清液加入0.1mL10mmol/L羥胺,15氣保溫20rain后再加入1mL17mmol/L對(duì)氨基苯磺酸和1mL7mmoi/LⅡ一萘酚,25屯保溫20rain,正丁醇萃取,測(cè)定530DE光吸收.脯氨酸及蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照張殿忠等人fJ“和Bradford【19]的方法.2結(jié)果與分析2.1NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片氧化損傷的保護(hù)作用葉綠素含量的變化如圖1(a)所示結(jié)果表明,在正常生長(zhǎng)條件下的小麥葉片葉綠素含量變化不大,2468i熬圈1NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片葉綠素fa)和MDA(b)含量變化的影響0。6見材料與方法li)9940.1和lmmol/L的NO供體SNP也沒自明顯影響葉綠索的含量.在鹽逆境條件下.隨著不同濃度NaCI處理時(shí)間的延長(zhǎng),小志葉片葉綠素含量均表現(xiàn)逐漸下降:而NO處理能夠明顯延緩鹽脅迫下葉綠素的降解,例如01和1mmol/L的NO供體SNP處理8d時(shí)分別將對(duì)應(yīng)鹽脅迫處理下的葉綠索含量提高了56%和98%與對(duì)照相比.MDA含量隨鹽脅迫強(qiáng)度的升高和處理時(shí)間的延長(zhǎng)而上升,其中在脅迫第8天時(shí).300mmol/LNaCl處理的小麥葉片MDA含量比l50mmot/LNaCI處理增加了43%.同時(shí)0I和lmmoI/LSNP處理對(duì)MDA含量變化的影響不大.但明顯分別緩解了鹽脅迫下小麥II}片MDA的積累(圖1『b)),表明NO可以減輕由于鹽脅迫而造成的膜脂過氧化作用質(zhì)膜相對(duì)透性的變化(圖2)基本上也與MDA的結(jié)果相一致.正常生長(zhǎng)條件和不同濃度SNP處理對(duì)質(zhì)膜相對(duì)透性的影響也不大.而鹽脅迫明顯提高了質(zhì)膜相對(duì)透性,例如150和300mmol/LNaCI處理第2天時(shí)使小麥葉片質(zhì)膜相對(duì)透性從15%r升到30%和4I%,到第8天時(shí),質(zhì)膜相對(duì)透性又增加到48%和90%:而相應(yīng)的0l和lmmol/LSNP處理!和8d時(shí),則分別將質(zhì)膜相對(duì)透性降低至21%和35%以及40%和57%.說明NO處理后使小麥葉片細(xì)胞膜的離子滲漏減少,進(jìn)一步證明了NO對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用圖2NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片質(zhì)膜相對(duì)透性變化的影響O一6吣材料與方法c1)2.2NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片活性氧清除能力的調(diào)節(jié)o;一產(chǎn)生速率的測(cè)定結(jié)果表明,正常爿?長(zhǎng)條件的小麥葉片的o;一產(chǎn)生速率變化很小,不同濃度SNP處理則略為降低了o:的產(chǎn)生相反,鹽脅迫處理明w.wiwscichina.COrn蓮掣蛔矗掣型蜓如M如”㈨¨o萬方數(shù)據(jù)簡(jiǎn)報(bào)第46卷第23期2001年12月講學(xué)屯扛顯提高了o:一的產(chǎn)生速率,并在處理的第2天達(dá)到最大.而0.1和lmmol/LSNP則顯著降低了鹽脅迫處理下O:的產(chǎn)生,例如處理2d時(shí)的0:一產(chǎn)生速率分別降低了38%和45%:以后隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),SNP處理株o:產(chǎn)生速率仍低于相對(duì)應(yīng)的鹽脅迫處理(圖3fa)).圖3(bJ的結(jié)果表明,150和300mmol/LNaCI脅迫下小麥葉片SOD的變化是不同的.150mmol/LNaCl脅迫使小麥葉片SOD活力上升,而300mmol/LNaCl則導(dǎo)致SOD活力的迅速下降經(jīng)NO處理后均明顯提高了兩種鹽脅迫下的SOD活力,其中在處理第2天時(shí).01和ImmolJLSNP分別將SOD的活力提高了26%和63%.另一方面,0l和lmmol/LSNP也能夠略為提高正常生長(zhǎng)條件下小麥葉片的SOD的活力,例如處理8d時(shí)SOD活力分別增加了54%和7-8%.H:O:含量的測(cè)定結(jié)果見圖4(a).在正常生長(zhǎng)條件下,01和1mmol/LSNP對(duì)小麥葉片H202的影響相對(duì)較小而不同鹽濃度處理舌H:02的含量隨著脅圖3NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片o:產(chǎn)生速率(a)和SOD活力(b)變化的影響0-6見材料與方法fi1Www.scIchlna.corn迫時(shí)間和強(qiáng)度的增加而增加,SNP處理則明濕緩解?。龋玻埃〉睦鄯e其中I50mmol/LNaCI脅迫處理8d時(shí)H202含量從處理開始的6.7U.mol/gFwr升到211l-tmollgFW;而用0】mmol/LSNP處理則將H?。埃驳暮肯陆档剑保埃玻纾恚铮欤纾疲?;同樣1mmol/LSNP處理8d將300mmol/LNaCI脅迫下的H!02含量降低了72%.弘E3盱托Cii蜀只姆8天數(shù)024b王打圖4NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片H202含量Ia,.CAT活力(b)和POD活力(c)變化的影響0~^見村料與力;圭(i995臥0擅。~^。酊廛。酋.,.曩擅一矗:m霜m㈦單"如”如”Ⅶ;萬方數(shù)據(jù)講學(xué)屯盤第46卷第23期2001年12月簡(jiǎn)報(bào)圖4的結(jié)果還表明,正常生長(zhǎng)條件下的小麥葉片C.町和POD活力均有一定程度的上升.0.】和ImmoL"LSNP分別處理6d內(nèi)CAT活力呈下降趨勢(shì).以后又開始恢復(fù):而不同濃度的SNP對(duì)小麥葉片POD活力的影響則相對(duì)不大.另一方面,在小麥鹽脅迫過程中,CAT和POD活力的變化也是不同的.CAT活力在兩種鹽濃度脅迫條件下均隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì),SNP處理則明顯提高了CAT的活力(圖4(b)),例如0.1mmol/LSNP處理150mmol/LNaCI脅迫下的小麥葉片2d時(shí),將其CAT活力提高了52%:而lmmol/LSNP處理使300mmol/LNaCI濃度下的CAT活力從1576卜升到2】】4A42帥。。?rain?mg叫Pr.圈4fc)的結(jié)果則表明.從處理開始到第4天時(shí)兩種鹽濃度的POD活力均略為下降,以后又有所上升,而SNP處理對(duì)其也無明顯影響上述結(jié)果表明,NO處理明顯提高鹽脅迫下H:02的清除能力主要是通過對(duì)CAT活力的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的.2.3NO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片脯氨酸含量的影響脯氨酸是一種重要的滲透調(diào)節(jié)物和抗氧化物質(zhì),其含量的變化如表1所示結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常生長(zhǎng)條件的小麥葉片脯氨酸含量基本上呈平穩(wěn)狀態(tài).另一方面,小麥葉片的脯氨酸含量在鹽脅迫下的累積,隨脅迫強(qiáng)度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇,而NO能夠起進(jìn)一步的促進(jìn)作用.例如0.1和1mmol/LSNP處理分別將150和300mmol/tNaCI脅迫8d時(shí)的脯氨酸含量提高了85%和1l3%;而在正常的生長(zhǎng)條件下,0.1和Immo/s'LSNP略為提高脯氮酸含量,分別為12%和5%3討論SNP是一種重要的NO供體,Delledonne等人”…證明0.5mmol/L的SNP約能產(chǎn)生2.0Umol/L的NO我們從葉綠素、MDA和質(zhì)膜相對(duì)透性3個(gè)方面的變化,證實(shí)了外琢低濃度NO對(duì)小麥鹽脅迫具有明顯的緩解作用例如0.1和1mmol/L的SNP處理明顯緩解了鹽脅迫下小麥葉片的葉綠素降解,降低了,MDA含量累積及質(zhì)膜相對(duì)透性的上升(圖l和2)蔣明義等人”“已經(jīng)證實(shí)滲透脅迫下葉綠素的降解主要與活性氧的氧化損傷有關(guān).水分脅迫下活性氧的大量產(chǎn)生還會(huì)加劇MDA的積累122]而質(zhì)膜相對(duì)透性的增加則與脂質(zhì)過氧化作用呈顯著正相關(guān)””.因此推測(cè)低濃度NO對(duì)小麥葉片鹽脅迫氧化損傷的緩解作用可能與其對(duì)活性氧代謝的影響有關(guān).我們發(fā)現(xiàn)在正常生長(zhǎng)條件下.NO略為降低J’O:的產(chǎn)生速率,而鹽脅迫下NO則明顯降低了小麥葉片的o:的生成,誘導(dǎo)SOD話力的上升,而且O:含量的變化也基本與SOD活力的變化相對(duì)應(yīng)(圖3Jr述結(jié)果同以動(dòng)物為材料的研究也是基本相一致的””Clark等人ⅢI推測(cè)NO可Ll通過直接與血紅素鐵結(jié)合形成鐵離子一亞硝酰基復(fù)合物來可逆抑制煙草葉片CAT的活力;我們也發(fā)現(xiàn)在正常生長(zhǎng)條件下,NO處理后小麥葉片CAT活力先呈下降趨勢(shì),以后又開始恢復(fù).上述研究結(jié)果的差異可能與不同植物材料和分布于不同部位的CAT同工酶對(duì)NO敏感性差異有關(guān),也不排除NO作為信號(hào)分子誘導(dǎo)小麥葉片中某些CAT同工酶基因在一定條件下表達(dá)的可能性進(jìn)一步的研究還表明,鹽脅迫下NO明顯延緩小麥葉片H:O:的累積主要與其可以提高CAT的活力有關(guān)(網(wǎng)4)已經(jīng)知道0:一與H,02及CAT形成復(fù)合物l或與CAT直接形成復(fù)合物Ⅱ和Ⅲ.而這些CAT的鈍化形式可以抑制CAT的活力J251因此NO延緩鹽脅迫下小麥葉片O:一的積累對(duì)于維持較高的CAT活力也是有利的(圖3)?OH是導(dǎo)致葉綠素降解和脂質(zhì)過氧化的主要因素,而0:和H,02可以通過Haber—Weiss和Fenton反應(yīng)導(dǎo)致?OH的產(chǎn)生,推測(cè)NO通過延緩鹽脅迫下小麥葉片07和H20:的積累來降低?OH的生成.表lNO對(duì)鹽脅迫下小麥葉片晡氨酸(腱?g“)積累的影響”1996aI表中數(shù)值為3濃重復(fù)的平均值www.sclehlna.com萬方數(shù)據(jù)簡(jiǎn)報(bào)第46卷第23期2001年12月講譬血矗從向緩解小麥葉片鹽脅迫的氧化損傷;此外,NO對(duì)植物細(xì)胞鐵離子水平的調(diào)節(jié)也會(huì)影響Fenton反應(yīng)"…鹽脅迫下植物體內(nèi)大量積累的脯氨酸除作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外.還包括在清除ROS、提高抗氧化能力、穩(wěn)定大分子結(jié)構(gòu)、降低細(xì)胞酸性以及解除氨毒等方面起重要作用.宗會(huì)等人1271報(bào)道了晡氨酸參與緩解稻苗干旱、鹽脅迫的過程與ca“信號(hào)系統(tǒng)有關(guān),而NO信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑也涉及了ca。信使系統(tǒng)口….我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,NO對(duì)小麥鹽聃迫氧化損傷所具有的緩解作用也可能與其對(duì)脯氨酸的調(diào)節(jié)有關(guān)(表1)由于NO是植物體內(nèi)正常代謝的副產(chǎn)物,如果能從調(diào)節(jié)體內(nèi)NOS和NR等NO合成酶的活性人手.適當(dāng)提高內(nèi)源NO的水平,對(duì)于有救緩解鹽脅迫的氧化傷害將更具有實(shí)踐意義.參考文獻(xiàn)I王寶山鄒琦NaCI脅迫對(duì)高粱根、葉鞘和葉片液泡膜ATP酶和焦磷酸酶括性的髟響植物生理學(xué)報(bào),2000,26(3):18I—1882ScandaIiosJGOxygenstressandsuperoxidedismutasesPlantPhysiol,1993,101fll:7~123WeadehenneD,PuginA,KlessigDFNitricoxidecomparativesynthesisandsignalinginanimalandplantceLLsTrendsPlantSci.2001614):】77-l834YamasakiH,ShaniohiSuTakahashiSAnalternativepahwayfornitricoxideproductioninplant:newfeatureofanoldenzymeTrendsPlantSci.1999.4(4):】28一I295KelmM,DahmannR,WinkDThenitricoxidelsuperoxidcassayinsightsintothebiologicalchemistryoftheNO/0;interactionJBiolChem1997.272(1519922—99326FrankgKampferHPoddaIvlidentificationofcopper/zincsuperoxidedismutaseasaiiirricoxide—regulatedgeneinhumantHaCaT)herainocytes:implicationsforkeratinocyteprolifemdonBiochemJ2000346(3):719—7287BeligniMVLamattinaLIsnitricoxidetoxicorprotective?nendsPlantSci,1999.4f8J299-3008BeligniMV.LamattinaLNitricoxideprotectsagainstcellulardamageproducedbymethy]viologenherbicidesinpotatoplantsNitricOxide,1999.3(3J199—2089MaleCG.LamattlnaLNitricoxideinducesstomatalclosureandenhancestheadaptiveplantresponse,againstdroughtstressPIHnlPhysiot、200I.126{3l:【196-1204nBeligniMVLamartineLNitricoxidecounteractscytotoxicprocesse,reediatedbyreactiveoxygenspecie^inplanttissuesPlanta.1999,208(3)"7—344許最成,趙世杰鄒琦植物膜脂過氧化水平硫代巴比妥酸鍘www.scichlna.corn定方法中的十?dāng)_因素植物4理學(xué)通訊.i9982915}{^I~{b312劉寧.高乇蘼.良彩霞滲透脅迫下多北黑釜草葉r勺吐輯化物酶恬性和脯氨酸臺(tái)量【I砭質(zhì)膜相對(duì)透l生的變化植物7}理學(xué)通訊.2000、36(】1:|I~14I3DurnerJKlessxgDFgelicylicacidl^amodulalotnltobaccoandmammaliancataluKeHJBiolChem.】996.27II,t5I28492-2850214FridovichIBeauchampCSupemxidedi…[aseimpr,lvedassaysanda¨assayapplicableloacDlamidegel、^nalBlochem197|L44f21:276~28715劉俊呂波.豫朗萊一種改進(jìn)的鍘定葉片中H.O?禽量的方往生物化學(xué)與生物物岬研究進(jìn)展2000,27(5J:548~551)16HammerschmidtRNucklesEMKucJAs54)tqa[ion¨renhancedperoxidaseactivitynllhinducedsystemicre‘_1I、taltce¨rcucutubertocolletotrchumlagenariumPhysiolP]antPath()1.198220:73—8217王愛國(guó),羅廣華植物的超氧物自由基與羥特廈直的定量關(guān)系植物生理學(xué)通訊.I9911.(6155—57lg張殿忠.飪沛洪.趙會(huì)賢測(cè)定小麥葉片游離晡氡酸的方法植物生理半通訊.1990.(4162—65】9BradfordMWArapidandsensitivemethodforthequantitationofmicrogramquantitie、proteinusingtheprmtipleofprotein‘dyebindingAnalBiochem、1916,72(I-2):248~25920DeliedonneMXiaYJDi.x.onRAeta】Nilric¨、ldefunctionaxasignalinplantdiseaseresistanceNature190839416693)。585 ̄5882l蔣明義,揚(yáng)文英徐汀滲透轎迫下水稻幼舊中葉綠素降解的插性氧損傷作用植物學(xué)報(bào),22蔣明殳水丹脅迫下植物體內(nèi)物學(xué)報(bào),1999.4】佃1229~23499436(4):280~29,OH的產(chǎn)生與細(xì)胞的皇【化損傷植23羹明.丁忠誡,賀于義.等鹽脅迫下太壺和小麥葉葉脂質(zhì)過氧化傷害與趨微結(jié)構(gòu)變化的黑系植物學(xué)f&1989,3111II.841~84624ClarkDDumer』.N.IvⅢDA,etalNltilCoxideinhibilionL、ftobaccocatalaseandascorbateperoxidaseMolecularPlant,MicrobeInteraction、2000l3『|2i380一【38425HerrwigBSlrebPFeierabendJLightdependenceofcatalasesynthesisanddegradationinleavesandthel¨fluenceofinterferingstresscunditionsPlantPhysiol,1992.Itilb41:1547~I55326NavarreDAWendehenneDDurnerJelⅡlNitricoxidemodutatestheactivit~or"tobaccoaconltasePlamPhyslol2000.122(2)573—58227宗會(huì).劉蛾娥,郭振E.等十牛、鹽脅迫}l。a【、l手L|CPZ對(duì)韜苗脯氨酸累積的影響作物學(xué)報(bào)2001.27(2?l?3~I7728DurnerJ、WendehenncD.KlessigDFDefensegonereductionintobaccobynitric㈨idecyclicGMF,andcycli。ADP-ribo、rProcNatlAcadSciUSA199895『I7l:10328—103j1(200107.26收稿20P1.1024收修改稿J997萬方數(shù)據(jù)一氧化氮對(duì)鹽脅迫下小麥葉片氧化損傷的保護(hù)效應(yīng)阮海華,沈文飚,葉茂炳,徐朗萊作者單位:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院,刊名:科學(xué)通報(bào)英文刊名:CHINESESCIENCEBULLETIN年,卷(期:2001,46(23被引用次數(shù):144次參考文獻(xiàn)(28條1.王寶山;鄒琦NaCl脅迫對(duì)高粱根、葉鞘和葉片液泡膜ATP酶和焦磷酸酶活性的影響[期刊論文]-植物生理學(xué)報(bào)2000(032.ScandaliosJGOxygenstressandsuperoxidedismutases1993(013.WendehenneD;PuginA;KlessigDFNitricoxide:comparativesynthesisandsignalinginanimalandplantcells2001(044.YamasakiH;ShaniohiSY;TakahashiSAnalternativepathwayfornitricoxideproductioninplant:newfeatureofanoldenzyme[外文期刊]1999(045.KelmM;DahmannR;WinkDThenitricoxide/superoxideassay19976.FrankS;K鋗pferH;PoddaMIdentificationofcopper/zincsuperoxidedismutaseasanitricoxide-regulatedgeneinhuman(HaCaTkeratinocytes:implicationsforkeratinocyteproliferation2000(037.BeligniMV;LamattinaLIsnitricoxidetoxicorprotective?[外文期刊]1999(088.BeligniMV;LamattinaLNitricoxideprotectsagainstcellulardamageproducedbymethylviologenherbicidesinpotatoplants1999(039.MataCG;LamattinaLNitricoxideinducesstomatalclosureandenhancestheadaptiveplantresponsesagainstdroughtstress[外文期刊]200110.BeligniMV;LamattinaLNitricoxidecounteractscytotoxicprocessesmediatedbyreactiveoxygenspeciesinplanttissues[外文期刊]1999(311.許長(zhǎng)成;趙世杰;鄒琦植物膜脂過氧化水平硫代巴比妥酸測(cè)定法中的干擾因素1993(0512.劉寧;高玉葆;賈彩霞滲透脅迫下多花黑麥草葉內(nèi)過氧化物酶活性和脯氨酸含量以及質(zhì)膜相對(duì)透性的變化[期刊論文]-植物生理學(xué)通訊2000(0113.DurnerJ;KlessigDFSalicylicacidisamodulatoroftobaccoandmammaliancatalases[外文期刊]1996(4514.FridovichI;BeauchampCSuperoxidedismutase:improvedassaysandanassayapplicabletoacrylamidegels[外文期刊]1971(0215.劉俊;呂波;徐朗萊一種改進(jìn)的測(cè)定葉片中H2O2含量的方法2000(0516.HammerschmidtR;NucklesEM;KucJAssociationofenhancedperoxidaseactivitywithinducedsystemicresistanceofcucumbertocolletotrchumlagenarium[外文期刊]198217.王愛國(guó);羅廣華植物的超氧物自由基與羥胺反應(yīng)的定量關(guān)系1990(0618.張殿忠;汪沛洪;趙會(huì)賢測(cè)定小麥葉片游離脯氨酸的方法1990(0419.BRADFORDMWArapidandsensitivemethodforthequantitationofmicrogramquantitiesproteinusingtheprincipleofprotein-dyebinding1976(1-220.DelledonneM;XiaYJ;DixonRANitricoxidefunctionasasignal

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論