【摘 要】
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植物在有氧代谢过程中产生一类氧化能力强、性质活泼的副产品,活性氧(Reactive oxygen species,ROS)。正常生长条件下,植物体组织内ROS处于内稳态,有利于ROS作为第二信使介导
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植物在有氧代谢过程中产生一类氧化能力强、性质活泼的副产品,活性氧(Reactive oxygen species,ROS)。正常生长条件下,植物体组织内ROS处于内稳态,有利于ROS作为第二信使介导多种应答反应;当植物遭受到干旱、高温等生物或非生物胁迫时,组织内ROS的产生迅速增加,内稳态被破坏。高浓度的ROS会对蛋白质和核酸造成严重的氧化损伤,最终导致植物死亡。因此在遭受胁迫时,降低植物组织中活性氧产生,对植物生存有着重要的意义。本工作合成了四种含两个苯并咪唑的铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)模拟酶。采用氮蓝四唑(NBT)法测定了模拟酶在溶液中都具有较高的SOD活性;通过电子顺磁共振(EPR)、紫外滴定和X-射线单晶衍射分析了模拟酶的配位结构;电化学曲线表明模拟酶均具有可逆的氧化-还原特性。将模拟酶配成水溶液浸泡处理水稻种子,干旱胁迫下模拟酶处理的水稻与对照组相比,ROS的含量明显下降,抗氧化酶活性升高;水稻组织中SOD1的mRNA的水平稍有上升,CAT1和APX1的mRNA水平基本没有改变,表明模拟酶的加入在干旱胁迫中起着调控活性氧和抗氧化酶水平的作用,使ROS含量下降。荧光探针导入法和试剂盒法对水稻组织中Ca2+和ABA含量进行了检测,结果表明模拟酶的加入使ROS下降,导致ABA含量也稍有下降,但是ABA的积累除了依赖ROS的积累还依赖于干旱胁迫下的生物合成和从共轭形式中脱离,因此最终ABA的总含量依旧是升高;同时ROS含量的下降,ABA含量的上升,使根中Ca2+含量下降而叶中Ca2+含量上升,发生钙震荡。模拟酶的加入导致的结果是:ROS含量下降,ABA的总含量升高,Ca2+发生钙震荡,这些因素共同作用,使水稻干旱耐受性增强。
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