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逆境胁迫下植物活性氧(ROS)代谢的响应与调控

主编:

出版社:中国农业出版社

ISBN:978-7-109-18214-1

出版时间:2013-08

关键词:植物 活性氧 代谢 研究

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    本书共九章,介绍了逆境胁迫下植物活性氧(ROS)代谢的响应与调控问题,主要内容包括:活性氧代谢与细胞呼吸、活性氧代谢与光合作用、活性氧代谢与叶黄素循环、大青杨航天诱变植株早期抗氧化酶、光合菌对植物光合及抗氧化同工酶影响、蛋白质水平活性氧代谢的调控、基因水平活性氧代谢的调控及蛋白质组学技术及在森林上的应用进展等。

  • 前言

    逆境(stress)是对植物生长和生存不利的各种环境因素的总称,例如洪涝、干旱、冷冻等自然灾害,病原菌侵染等。导致植物生物膜破坏,光合作用减弱,呼吸代谢紊乱,最终影响植物的正常生长和发育,导致农作物的产量和品...

  • 第一章 前言

    植物的生长发育不仅受遗传因子的控制,也同环境条件密切相关。影响植物生长发育的环境因素包括温度、光照、空气、水分、土壤养分和生物因子等。这些因素相互联系,对植物的影响通常为这些因子综合作用的结果。近年来...

  • 1.1 植物生长与逆境胁迫

    逆境(stress)是对植物生长和生存不利的各种环境因素的总称。如温度、湿度、土壤中的水分、盐浓度等发生急剧变化或当大气污染(如SO2、臭氧)、紫外线辐射,某些农药如Paraquat及病原菌侵染等。盐碱和干旱是植物两大主...

  • 1.2 植物中ROS的产生、清除和作用

  • 1.3 增强植物抗逆作用的途径

    现已证实增强植物耐逆性的途径之一是提高植物体抗氧化酶类活性及增强抗氧化代谢的水平。利用基因工程手段获得高效表达的转基因植株,为研究抗氧化酶类在清除ROS方面的功能及作用提供了可行途径。清除活性氧的...

  • 1.4 内容和意义

    基于以上讨论可知,植物的抗氧化机理的研究一直是植物生理学、细胞生物学乃至分子生物学最为活跃的领域之一。但是对以往的研究结果进行分析我们不难发现仍然存在诸多研究者需进一步探讨和研究的问题。例如,①有...

  • 参考文献

    [1]奥小平.欧李的生态特性与栽培技术.山西林业科技,2006,1:7-9.[2]蔡永萍,杨其光,黄义德.水稻水作与旱作对抽穗后剑叶光合特性、衰老及根系活性的影响.中国水稻科学,2000,14(4):219-224.[3]陈建勋,王晓峰.植...

  • 第二章 活性氧代谢与细胞呼吸

  • 2.1 呼吸作用

    植物生长和发育的能量来源于呼吸作用,有氧呼吸将氧气还原成水,把有机物彻底氧化分解为二氧化碳和水,同时释放出能量。呼吸作用是植物代谢的中心,是植物体生命活动最重要的物质和能量代谢之一。...

  • 2.2 干旱胁迫下抗氰途径和活性氧的清除

    交替途径是植物线粒体特有的,一条完全不同于动物体的电子传递途径,也称抗氰途径(Cyanide-resistant pathway),该途径被发现广泛存在于高等植物和微生物中。天南星科植物的佛焰花序在开花时能够产生大量的热,...

  • 2.3 欧李呼吸温度系数对干旱胁迫的响应

    欧李(Cerasus humilis)是蔷薇科(Rosaceae)樱桃属(Cerasus)的一种灌木,分布于我国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北等地。欧李生于阳坡砂地、山地的灌木丛当中,其种仁具有药用价值,为我国特有果树,具有抗寒、抗旱...

  • 2.4 外源琥珀酸和丙酮酸对欧李呼吸的调控作用

    丙酮酸是细胞中联系无氧呼吸和有氧呼吸的重要纽带,在有氧条件下,丙酮酸被转运到线粒体之中参与三羧酸循环(TCA),生成有机酸和NADH。丙酮酸还是呼吸作用的潜在调节因子,丙酮酸等α-酮酸能够刺激交替氧化酶(AOX...

  • 2.5 盐胁迫对欧李根系生理功能的响应

    盐胁迫是限制中国乃至世界农林业发展的重要因素之一,是主要的非生物胁迫因子,给植物的生长和产量等方面带来了诸多不利的影响。每年都有许多因遭受盐分影响而造成巨大经济损失,目前关于植物在盐胁迫下的生理...

  • 参考文献

    [1]胡继超,姜东,曹卫星,等.短期干旱对水稻叶水势光合作用及干物质分配的影响.应用生态学报,2004,18(6):539-543.[2]胡文海,曹玉林,曾建军,等.高温干旱对不同品种辣椒生长及呼吸作用的影响.植物研究,2008,28...

  • 第三章 活性氧代谢与光合作用

    植物在外界环境中面临的逆境胁迫往往并不只是单一的一种,干旱通常情况下伴随着强光同时发生。尽管大多数植物属于阳生植物,但是在强光下一段时间其光合速率也会下降,这种现象称为光合作用的“光抑制”。植物体吸...

  • 3.1 活性氧代谢与光合作用

  • 3.2 光合菌对干旱胁迫下欧李幼苗膜质和叶绿素荧光特性的影响

    光合菌(PSB)能够促进植物的光合作用,对干旱胁迫下欧李幼苗膜质和叶绿素荧光特性有一定影响。选取欧李幼苗移栽后,选取生长一致的幼苗作为试验用苗,PSB设3个浓度处理:0.5×109 CFU/ml、2.0×109CFU/ml和8.0×109C...

  • 3.3 讨论

    干旱是影响植物光合作用的主要限制因素之一,目前叶绿素荧光技术已经成为研究植物逆境生理的重要手段。在先前的研究中发现,植株在胁迫条件下可以启动组织水平及亚细胞水平活性氧(ROS)的产生,ROS的增加,尤其是...

  • 参考文献

    [1]李淑英,王北洪.土壤水分含量对欧李叶绿素荧光及光合特性的影响.安徽农学报,2007,13(14):25-27.[2]Scott T L,Janusz A,Perkins M V.Effect of amphetamine Precursors and by products on soil enzymes ...

  • 第四章 活性氧代谢与叶黄素循环

    干旱胁迫会导致光能转化效率和植物光饱和点的下降,而经常与干旱胁迫伴随发生的强光和高温,则会导致过剩光能的急剧增加,并造成植物光合器官光抑制的发生,严重时还会造成光合器官的破坏。为了防御光破坏,植物...

  • 4.1 干旱胁迫和外源AsA对欧李幼苗叶绿素荧光的影响

    扦插3年生欧李实生苗(喇嘛沟门)为材料。对材料共设置3种处理:①对照(CK),给幼苗浇清水至饱和,每天按正常培养植株的方式持续浇水;②外施AsA处理(D+AsA),将干旱植株的一部分,每隔3天对其外施一次5 mM的AsA溶液,...

  • 4.2 干旱胁迫和外源AsA对欧李幼苗质膜特性的影响

  • 4.3 AsA对欧李幼苗叶黄素循环的影响

    3年生欧李实生苗(喇嘛沟门)为材料。对材料共设置3种处理:①对照(CK),给幼苗浇清水至饱和,每天按正常培养植株的方式持续浇水;②外施AsA处理(D+AsA),将干旱植株的一部分,每隔3天对其外施一次5 mM的AsA溶液,每株...

  • 4.4 不同程度干旱胁迫对欧李叶片叶黄素循环组分含量的影响

    非光化学淬灭反映的是 PSⅡ天线色素吸收的光能不能用于光合电子传递而以热的形式耗散掉的部分,其热耗散能力可用非光化学淬灭系数(NPQ)表示(Bader等,2000)。由图4-9A可知,与对照相比,轻度干旱和重度干旱21天植...

  • 4.5 讨论

    植株在胁迫条件下可以启动组织水平及亚细胞水平活性氧(ROS)的产生,ROS的增加(尤其是H2O2)作为信号物质诱导了叶绿体、线粒体内的抗氧化系统以避免植株受到进一步的伤害(Song等,2009)。本研究中我们侧重考察逆...

  • 参考文献

    [1]李振歧.植物免疫学.北京:中国农业出版社,1995.[2]卢从明.水分胁迫抑制水稻光合作用的机理.作物学报,1994,20(5):601-606.[3]鲁松.干旱胁迫对植物生长及其生理的影响.江苏林业科技,2012,39(4):51-54.[4]吕...

  • 第五章 大青杨航天诱变植株早期抗氧化酶

    近年来,国内外广泛的研究证明特殊的空间条件如宇宙辐射、高真空、重粒子、微重力和交变磁场等太空独有的多种因素的综合作用,对生物生长、发育、生殖、遗传及衰老等方面都有较为深刻的影响。植物种子经过空间飞行后...

  • 5.1 经航天搭载过的种子长出的大青杨幼苗生长和光合作用的变化

    大青杨(Populus ussuriensis Kom.)搭载采种地点在黑龙江朗乡林业局大西北岔林场,于2003年11月4日15时搭载第18颗返回式卫星,飞行18天后于21日10时04分在四川中部地区返回地面。飞行高度:近地点为200km,远地点...

  • 5.2 大青杨航天诱变苗及对照苗各生长性状比较

    大青杨航天诱变苗及对照苗1~6个月生长性状综合比较(图5-5)。 Fig.5-5 The general comparison on the growth traits betweenspaceflight treatment and controls in Populus ussuriensisKom.seedlin...

  • 5.3 航天诱变对几种抗氧化酶影响分析

  • 5.4 讨论

    航天育种与传统的辐射诱变育种比较具有变异频率高、变异幅度大的特点(刘庆昌,2007)。同时,在太空环境下使生物本身的遗传物质载体——染色体产生缺失、重复、移位、倒置等而引起一系列遗传和代谢途径上的基因突变,...

  • 参考文献

    [1]蒋兴村.863-2空间诱变育种进展及前景.空间科学学报:增刊,1996,16:77-82.[2]邓立平,郭亚华,张军民,等.空间诱变在甜椒育种中的应用.空间科学学报:增刊,1996,16:125-131.[3]Farquhar G D,Sharkey T D.Stom...

  • 第六章 光合菌对植物光合及抗氧化同工酶影响

    光合菌(PSB)是自然环境里常见的微生物,它以广泛的应用价值而著称(Zhu et al,1991)。一些PSB以各种有机物(如碳)为营养,被广泛地用于环境保护领域,例如它们被用来处理污水、废水(Nagadomi et al,2000)、含有机物...

  • 6.1 光合菌对干旱胁迫下欧李幼苗膜质和叶绿素荧光特性的影响

    2年生欧李Cerasus humilis Bunge怀柔汤河口品种,幼苗移栽后,选取生长一致的幼苗作为试验用苗,PSB设3个浓度处理:0.5×109 CFU/ml、2.0×109 CFU/ml和8.0×109 CFU/ml(分别记为TR1、TR2和TR3),于下午4点进行叶面喷...

  • 6.2 大青杨航天诱变植株早期抗氧化酶生化指标测定

  • 6.3 讨论

    据我们所知,迄今为止还未见PBS对植株生长和光合作用的直接影响的报道。在本实验中,我们发现PBS能够明显地促进植物生长和光合作用,在处理后期,两种基因型均表现出了明显的正面效果(表6-1,图6-1)。同时,F/F并未...

  • 参考文献

    [1]Zhu Z Y,Yu J A,Ling Z X. Research on the photosynthetic bacteria and their applications.Shanghai Jiaotong University Press,1991,250-288.[2]Nagadomi H,Kitamura T,Watanabe M. Simultaneous r...

  • 第七章 蛋白质水平活性氧代谢的调控

  • 7.1 蛋白质组学

    蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,研究细胞内各种蛋白质的组成、表达及其规律的学科或研究方法。由于蛋白质组学促进了生物进程的深入了解,即生长、发育、器官形成和应答反应,因此,蛋白质组学被用于自然种群和...

  • 7.2 森林树木蛋白质组学方面的活性氧代谢研究

    夏季增长高温时间可以导致植物繁殖习性紊乱,人们普遍接收了这一观点好几年。但在全球变暖的环境中不能忽视低温。事实上,此事件可以发生在植物生长初期季节,同时导致年轻组织的损伤。高温和低温都会对不同代谢...

  • 参考文献

    [1]He Y and Hder D P.Reactive oxygen species and UV-B:effect on cyanobacteria,Photochem.Photobiol,2002,1:729-736.[2]Prasad T K,Anderdon M D,Martin B A.Evidence for chilling-in-duced oxidati...

  • 第八章 基因水平活性氧代谢的调控

    盐碱和干旱是植物两大主要非生物胁迫,这些不利外界因素不仅影响植物的生长还会使农林作物减产。目前,我国有2.6×107hm2处于干旱、半干旱地区,因此提高植物对非生物胁迫的适应能力,开发未来农林业显得更有必要...

  • 8.1 干旱胁迫下欧李叶片转录组测序的研究

    转录组测序是通过第二代测序技术,较全面地获取某一物种特定条件下该组织或器官的几乎全部转录本,结合生物信息学手段,能够进一步发掘其相关的基因功能、代谢途径等信息。目前已广泛应用于基础研究和药物研发等...

  • 8.2 原始数据产出统计

    测序的数据产量是测序结果好坏的重要标志。从测序结果看:测序得到的2个样品(对照和处理)的Reads,它们的整体统计结果(表8-1): Tab. 8-1 The comparion of two sample for total Reads 从表8-1中...

  • 8.3 转录本组装

    组装结果统计如图8-1和8-2所示,各转录本长度大小不等,TC数据组装转录本约52979条,长度在1000~2000bp区间的转录本较多,占28%;TD数据组装转录本约48598条,长度在1000bp以上的转录本15546条;TC组装转录本聚类...

  • 8.4 Unigene结构分析

    利用筛选得到的Unigene序列信息,预测序列的开放阅读框,选取预测得到的最长ORF作为该Unigene序列的编码序列,从而预测得到对应Unigene的编码序列和蛋白序列。...

  • 8.5 Unigene表达量分析

  • 8.6 Unigene功能注释

    通过blastx数据库将Unigene序列与各类基因功能数据库比对,可以得到Unigene的功能注释,分别做Unigene的GO功能富集注释,Kegg代谢通路富集注释,COG功能富集分析以及Nr,Nt,swissprot,trembl等基因功能注释。组装...

  • 8.7 讨论

    实验通过Illumina测序技术,对欧李在正常条件和干旱条件下进行转录水平分析,可以为以后在转录水平的分子调节机制研究奠定基础。数据结果表明,对照和干旱处理两个样品分别在组装聚类后,合成20455618条、201912...

  • 参考文献

    [1]奥小平.欧李的生态特性与栽培技术.山西林业科技,2006,1:7-9.[2]蔡永萍,杨其光,黄义德.水稻水作与旱作对抽穗后剑叶光合特性、衰老及根系活性的影响.中国水稻科学,2000,14(4):219-224.[3]常建锋.高山离子芥...

  • 第九章 蛋白质组学技术及在森林上的应用进展

    蛋白质组学是以蛋白质组为研究对象,研究细胞内各种蛋白质的组成、表达及其规律的学科或研究方法。由于蛋白质组学促进了生物进程的深入了解,即生长、发育、器官形成和应答反应,因此,蛋白质组学被用于自然种群和...

  • 9.1 蛋白质组学

    蛋白质组学最早是由马克威尔金斯在1994年锡耶纳会议简单指出基因组学的蛋白质补充物。15年后蛋白质组学已经不仅仅是一个基因组学的附加物或试验方法,而是一个复杂的科学学科用来处理细胞蛋白质的研究。在广泛...

  • 9.2 森林树木蛋白质组学

    蛋白质组学可以定义为以下几个方面:①描述性蛋白质组学,包括细胞内和细胞蛋白质组学;②差异表达蛋白质组学;③转录后翻译;④相互作用组学;⑤蛋白质组学(定向和假说驱动的蛋白质组学)。除了少数例外,迄今为止大多数...

  • 9.3 前景

    森林树木蛋白质组学是结合木本植物和蛋白质组学双重困难作为试验系统来研究的学科,因此是一个具有挑战性的林木研究领域。这就是与草本植物物种相比,树木生物、生理和分子生物学的研究几乎很少的原因。直到199...

  • 参考文献

    [1]Agrawal GK,Rakwal R,Yonekura M,Kubo A,Saji H.Proteome analysis of differentially displayed proteins as a tool for investigating ozone stress in rice(Oryza sativa L.)seedlings.Proteomics,2...