NR途径参与调节SO2胁迫下拟南芥含硫抗氧化物水平

以拟南芥为材料,研究了硝酸还原酶(NR)途径在植株响应SO_2过程中对含硫抗氧化物水平的影响.结果发现,野生型拟南芥植株中谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性高于NR缺失突变体(nia1nia2);SO_2暴露后,野生型和突变体nia1nia2植株中半胱氨酸(Cys)和谷胱甘肽(GSH)含量显著增加,GPX和GST的活性诱导性增高,且野生型植株中上述4项指标的增幅高于突变体;拟南芥逆境响应基因GSTU24和GPX7在野生型和突变体nia1nia2中差异表达,且对SO_2的响应程度不同.研究表明,植株体内NR途径与拟南芥细胞中含硫抗氧化物水平有关,NR缺失影响逆境应答中含硫抗氧化物水平的提高及抗逆基因转录,说明NR途径参与调节了植株逆境响应中含硫抗氧化物的合成及相关氧化还原反应与解毒过程.     

亚硒酸盐对蚕豆根尖细胞的遗传损伤效应

采用蚕豆根尖微核实验和姊妹染色单体交换实验，研究亚硒酸盐的遗传损伤效应．结果表明：0．1～50．0μg／g的亚硒酸氢钠(NaHSeO3)处理12h可诱发蚕豆根尖细胞遗传损伤，导致根尖细胞有丝分裂指数下降，间期具有微核的细胞数显著增多，姐妹染色单体交换(SCE)频率明显增高；且根尖微核细胞率与处理浓度间具有正相关，分裂指数与处理浓度间呈负线性相关，分裂指数与微核率之间表现负相关．研究结果提示：硒能破坏生物的遗传稳定性，职业接触或饮食补硒时应避免其毒害作用．图1表4参17     

姊妹染色单体交换在检测有害环境因素中的应用

用人外周血淋巴细胞和大麦根尖细胞做姊妹染色单体交换（SCE）实验,发现丝裂霉素C、放线菌酮D、异烟酰肼及糖精钠能显著提高SCE频率,而且诱发细胞的平均SCE值在两种材料中有极显著的一致性,表明植物细胞SCE在检出环境诱变剂中与人外周血淋巴细胞同样敏感有效。在高浓度介质中植物幼苗生长发育受到抑制,处理的早期可检测到幼苗根尖细胞SCE水平的明显升高。环境中的重金属铬和镉即使浓度较低也能通过大麦SCE实验检测到。结果表明,大麦根尖细胞SCE实验能有效地检测出环境中的有害因素。     

亚砷酸钠对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

利用植物根尖细胞微核技术，研究不同质量浓度的亚砷酸钠（0．3mg／L，1．0mg／L，3．0mg／L，10．0mg／L，30．0mg／L）对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应。研究结果表明，用亚砷酸钠处理12h后，可诱发蚕豆（亚砷酸钠质量浓度0．3—30．0mg／L）和洋葱（亚砷酸钠质量浓度1．0—30．0mg／L）根尖细胞遗传损伤，使根尖细胞微核率增加、分裂指数下降。在一定处理浓度范围内（蚕豆的为0—3．0mg／L；洋葱为0—10．0mg／L），细胞微核率与处理浓度呈正相关（P〈0．01）；分裂指数与处理浓度呈负相关（P〈0．01）。研究表明，亚砷酸钠能引起植物细胞遗传物质损伤，因此，可利用蚕豆和洋葱根尖细胞微核技术检测环境中的砷污染。     

亚砷酸钠对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应

利用植物根尖细胞微核技术,研究不同质量浓度的亚砷酸钠(0.3 mg/L,1.0 mg/L,3.0 mg/L,10.0 mg/L,30.0 mg/L)对蚕豆和洋葱根尖细胞的遗传损伤效应.研究结果表明,用亚砷酸钠处理12 h后,可诱发蚕豆(亚砷酸钠质量浓度0.3～30.0 mg/L)和洋葱(亚砷酸钠质量浓度1.0～30.0 mg/L)根尖细胞遗传损伤,使根尖细胞微核率增加、分裂指数下降.在一定处理浓度范围内(蚕豆的为0～3.0 mg/L; 洋葱为0～10.0 mg/L),细胞微核率与处理浓度呈正相关(p＜0.01); 分裂指数与处理浓度呈负相关(p＜0.01).研究表明,亚砷酸钠能引起植物细胞遗传物质损伤,因此,可利用蚕豆和洋葱根尖细胞微核技术检测环境中的砷污染.     

外源脱落酸缓解二氧化硫对胡杨细胞的毒性

二氧化硫(SO_2)是一种常见的大气污染物.前期研究表明,过氧化氢(H_2O_2)和一氧化氮(NO)参与调控SO_2诱导的胡杨细胞毒性.脱落酸(ABA)是一种植物逆境激素,目前关于ABA在植物细胞响应SO_2胁迫中的具体作用并不清楚.因此,本文以胡杨愈伤细胞为材料,采用SO_2衍生物处理,研究外源ABA在植物细胞SO_2毒性缓解中的作用及相关机制.结果发现:2 mmol·L~(-1)SO_2衍生物处理胡杨细胞9 h后,细胞电解质外渗率和细胞死亡率明显增加;外源施用5μmol·L~(-1)ABA可明显缓解SO_2对胡杨细胞的毒性,降低电解质外渗率和细胞死亡率.2 mmol·L~(-1)SO_2衍生物胁迫下,与SO_2单独处理组相比,添加外源ABA能够使胡杨细胞的抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性分别提高23.9%和48.0%,从而减少胞内H_2O_2水平.此外,SO_2胁迫下,外施ABA后胡杨细胞的Pe Nia1、Pe Nia2基因表达受到明显抑制,细胞硝酸还原酶(NR)活性降低24.1%,胞内NO合成减少.以上结果表明,SO_2胁迫下,外源施加ABA可有效降低胡杨细胞内H_2O_2和NO水平,从而缓解SO_2对胡杨细胞的毒性.     

H2O2和NO互作调控SO2诱导的胡杨细胞死亡

二氧化硫(SO_2)是一种常见的大气污染物,目前关于SO_2对木本植物的毒害作用及相关机制并不清楚.本文以木本植物胡杨的愈伤细胞为材料,研究SO_2衍生物对胡杨细胞的致死效应,以及过氧化氢(H_2O_2)与一氧化氮(NO)在SO_2诱导胡杨细胞死亡中的信号调节作用.研究发现:SO_2衍生物处理(1~5 mmol·L-1)可诱发胡杨细胞死亡,且SO_2衍生物浓度越大、处理时间越长,细胞死亡率越高.2 mmol·L-1SO_2衍生物处理胡杨细胞后,胞内H_2O_2和NO水平显著升高,且H_2O_2水平的升高先于NO.一定浓度的外源H_2O_2或NO供体SNP能够提高SO_2胁迫下胡杨细胞的死亡率;而使用H_2O_2清除剂CAT和ASA、NO清除剂c PTIO、NO合成抑制剂钨酸钠后,SO_2诱导的细胞死亡率明显降低.进一步实验发现,外源H_2O_2可以提高SO_2胁迫下胡杨细胞的硝酸还原酶(NR)活性,促进胞内NO产生;而利用CAT和ASA清除H_2O_2后,细胞NR活性和NO产生均受到明显抑制.此外,SO_2胁迫下,外源SNP能够抑制抗氧化酶(CAT和APX)活性,增加胡杨细胞内的H_2O_2水平,而一定浓度的c PTIO和钨酸钠均可提高CAT和APX活性,降低胞内H_2O_2水平.结果表明:SO_2胁迫下,胡杨细胞快速产生的H_2O_2能够激活硝酸还原酶活性,促进NO生成,同时NO能够通过抑制抗氧化酶活性而提高H_2O_2水平.H_2O_2与NO互作调控SO_2诱导的胡杨细胞死亡.     

SO2衍生物对大蒜根尖细胞遗传损伤作用的研究

研究SO2体内衍生物--亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液(31,mol.L-1/mol.L-1)对大蒜幼根细胞的遗传损伤效应.结果表明SO2衍生物处理可导致根尖细胞分裂异常,中期染色体粘连、间期细胞微核和双核频率明显增高;此外还可引起根尖部分细胞核碎解及核固缩.SO2体内衍生物的上述效应具有明显的时间-效应和剂量-效应关系.     

铝对蚕豆根尖细胞的遗传损伤

铝作为土壤主要元素之一,是酸性条件下影响植物生长发育的一个主要原因。为进一步探讨酸性条件下铝对植物细胞的毒性作用机理,文章以蚕豆(ViciafabaL.)为材料,研究了不同酸度(pH4.5和pH5.8)的三氯化铝对根尖细胞的遗传损伤作用。结果表明,pH5.8和pH4.5的铝处理(0.03~50mmol·L-1)组中根尖细胞分裂指数呈浓度依赖性降低,微核细胞数显著增加。相同铝浓度时,pH4.5组的分裂指数低于pH5.8组,微核率高于后者。此外,铝处理能诱发根尖细胞核固缩,固缩率随酸度增强和铝浓度增大而增高。研究结果表明,三氯化铝对蚕豆根尖细胞具有遗传损伤作用,酸性增强时铝的毒性作用增强。     

二氧化硫诱导蚕豆气孔保卫细胞死亡效应研究

采用蚕豆叶面气孔保卫细胞,研究SO2衍生物(Na2SO3与NaHSO3混合液,3:1,mmol·L-1)对细胞的致死效应.结果表明,在浓度1～4mmol·L-1内,SO2衍生物暴露3h可使表皮保卫细胞活性降低,部分细胞死亡,并致胞内活性氧和Ca2+水平升高;随着处理浓度的提高细胞死亡率增高.一定浓度的抗坏血酸(AsA)或过氧化氢酶(CAT)与SO2衍生物共同作用时,胞内活性氧水平降低,细胞死亡率下降.Ca2+螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)或Ca2+通道抑制剂LaCl3与SO2衍生物共同作用时,胞内钙水平与细胞死亡率降低.LaCl3能降低H2O2诱导的细胞死亡率.研究结果表明,SO2致蚕豆保卫细胞死亡与胞内活性氧水平增高有关,活性氧能激活质膜Ca2+通道,使胞外Ca2+内流,造成胞内Ca2+浓度升高,介导细胞死亡;胁迫组气孔保卫细胞活性降低或死亡,将导致气孔运动失调.