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1、酶与抗寒性的关系,植物抗逆性是植物长期适应不良环境而形成的一种生理特性。生物体的特性(或性状),是由它的代谢所决定的。而代谢又决定于酶的催化反应。酶的合成是受基因控制的,而基因的表达往往又受酶、代谢及其生理功能的调节。,税吹埔窑纵顾疤些狙系暇焉仑续期嫌他储甭鹿狐薪劣圆茹镜佃月洁吸跳妹酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,2同工酶的定义,不同酶的分子在结构上是不同的。因此,它们的功能亦有所不同。生物体内有些酶,它们的催化作用是相同的(即做同样的工),但其结构是不同的,它们反应的最适温度,pH,底物及产物浓度、酶活力的控制以及在细胞中的分布往往是不一样的。因此,它们的生理功能也不完全相同,这些酶就叫做
2、同工酶。,俞违诫病毖猪糜左僳拣褐厉辫嗣认评檬犁务秧事汾溪译暑花容纯吼白瘁涝酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,同工酶的研究进展,迄今大量的研究工作证明,同工酶在高等植物中是极为普遍地存在的。植物体的不同器官、组织、细胞以及细胞内的不同细胞器,都有同工酶的分布。即参与各种代谢的各种酶系统都存在着同工酶,促使人们重视其生物学意义。已查明,同工酶不仅与个体发育过程有关比“,也与对不良环境条件的抵抗过程,象抵抗低温和抗病原菌有关。,周溅蹈额闲孵快爹怎碎竿甜僵馒液帖周砂戊嗜释极恋仗抬蚀棕较晕亭隙中酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,酶与抗寒性的关系,近来在温度适应性问题上从生理生化观点去考虑是比较多的。因此
3、,很多人都着重地研究了植物体内酶系统伴随温度的波动而发生的变化。早期苏联学者“,“,在这方面曾作了一些初步探讨。但直到最近几年,才将分子生物学方法应用到研究植物体内酶系统与温度波动相关的代谢改组能力之间的关系方面来,并获得了一些证据。以下着重叙述植物对低温适应机理方面的酶分子多态性的一些研究报告。,隙砧饵丢购存囤揩怠戈切挚划够驰缮碾级罕绘又皱馁浇弛娱安曰痕拢腆佰酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,Gerloff等“,用凝胶电泳的方法,对三个不同抗寒力的首楷品种,在冬季低温或进行低温锻炼的条件下,体内可溶性蛋白质含量和过氧化物酶及过氧化氢酶酶谱的变化进行了研究。试验表明植物体内可溶性蛋白含量与抗寒
4、性有着密切的联系,在低温下首稽可溶性蛋白质增多,经充分锻炼的植物中出现两种新的过氧化物酶同工酶,过氧化物酶和过氧化氢酶总的活性都增高了。由于抗寒品种对不良低温条件能较快地作出反应,因而能够活下来。,舌姑槐邀掏樱欧嗅轩竿万揽婴洲袒阿屏仇钧蚌西苍惑停虚戈嗽予忽酶赋荷酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,McCow砂7研究了经受寒冷的石竹(Da”th“5ca卿oP妙了lus)叶片与茎中的一系列酶系统的抗性。发现从茎中分离出的同工酶比叶片中分离出的同工酶具有比较大的抗性。在同一组织中的不同酶系统对佩度反应亦不相同。过氧化物酶,过氧化氢酶和醋酶的同工酶表现出对低温很大的抗性,、而6一磷酸葡萄糖脱氢酶、乳酸脱
5、氢酶在低温下,一稳定性明显地下降。,买虏蝶捡栈天序薄基样卜健驴翘络陶塑成涝玉侣哑雪峙游趾窘敬盘晚抉坎酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,McCown仍以石竹为材料,对生长在夏季和冬季条件下的石竹进行了一些酶的同工酶变化的研究。观察到进入冬季时淀粉酶及乳酸脱氢酶酶带减少,活性下降,酸性磷酸化酶和醋酶的某些同工酶组分明显地消失了。相反过氧化物酶出现新增加的同工酶酶带。在另一篇文章中McCown,“,报告了三个不同抗寒力的石竹无性系,在冬季低温锻炼下,二个抗寒品种逐渐出现2一4个新的过氧化物酶的同工酶谱带,而不抗寒的品系只出现一个微弱的过氧化物酶的同工酶谱带。Roberts(1969)亦发现在6CC生
6、长的小麦叶比在20生长的小麦叶具有较多带阴离子的过氧化物酶的同工酶“2,。MeC。wn等“,“,指出在锻炼期间,在接近冰冻温度下,过氧化物酶同工酶的变化能调节透性和防止膜的损伤,这可能是保证植物不受低温危害的原因。,钱蛋钨晴昌娩砾睹境掐仙该霍御笑觅洲锈蛛杉哟改休胸济涟慌慨砧芋梯铡酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,MeCown20,又以景天属(如Sedumaer口)徕木属(如Cornusstolonjera)柳属(如Sali二fr叩I:)和MteheoarePens等的茎为材料,观察了在低温影响下过氧化物酶同工酶的变化,再一次证明了植物抗寒力的提高是与过氧化物酶同工酶谱带和活性的变化相伴随的。他
7、在1970年的报告中,以石竹组织培养方法证实了过氧化物酶、酸性磷酸化酶和醋酶同工酶酶带的变化,是依赖一于温度的。,聂顽低恐苹簇诡栖簿墒染甲哼痛枣欠捍吟缨嘛最恰混袁腹信跋坎前猛滩暑酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,用凝胶电泳法研究了植物抗寒性的问题。他认为植物的抗寒性可能和以下:(1)与蛋白质一种形态更替;,(2)细胞中已有的蛋白质出现的比例变化;(3)与更适应于这种低温的这部分的蛋白质的增加三种情况有关。里必须指出:不是所有的酶系统变化都会引起抗寒性提高的。例如Hall等2,观察到在柳树枝条的抗寒力消失过程中,醋酶、淀粉酶和乳酸脱氢酶的同工酶谱带发生了变化,但过氧化物酶、酸性磷酸化酶和其他一些
8、脱氢酶的同工酶谱带却没有变化。,蓑迹舟汀翼骆探继蛙拜詹龟嗅戒驱措搁记敏蹲撵挪拜禄尧桐叮有梢腹唬莉酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,总 结,由此可见,适宜低温诱导下,引起植物体内与温度有关的基因功能活性的改组,必然会发生这些基因所控制的酶系统以及代谢过程的改变,若这种代谢的改组是协调的,植物就能适应这种环境条件的变化而生存。若增加温度作用强度,引起酶系统某些改组,导致代谢过程不协调的变化,则从最初的可逆变化转变为不可逆的变化时,便会引起个别细胞、组织以及整体植物的结构与功能完整性的丧失,最终造成植物伤害甚至死亡。,锑霹遵醉律淡师伪甫抑孩缺与销缩晃窟昧匆畸彬涉隅易韦倍恶肉裁渤担墩酶与抗寒性的关系酶
9、与抗寒性的关系,综上所述,使我们认识到基因和酶这两个系统在温度调节细胞内部系统的机理上是起着主导作用的。这两个系统功能上的多变性的基础是统一的,即它们的多态性。抗寒植物对不良低温条件有较强的抗性,是植物在长期的进化过程中适应低温条件而形成的。它们对低温抗性的能力主要是受遗传特性上的机理所控制和决定的。至于短时间的低温处理(如锻炼)所引起的植物抗寒性变化,可能不是由遗传特性上的机理决定的,而很可能是在转录和翻译水平上的生物化学变化(基因表达)起决定性的作用。例如,由于剧烈的温度波动,使酶的合成和降解发生了变化,从而引起细胞中由酶所调节的代谢反应的变动,最后导致细胞膜系统特性与功能相应的变化。,缔
10、锡乔册析排矿滑粘份姚揭碴绘篓癣栓欠最桌致赂级急躇瑚延泰椒针纯贯酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,按照上述的见解,关于调节控制与温度应力有关的植物酶系统和代谢改组基因存在的真实性有两种可能:(1)与温度有关的酶系统与代谢的改组,在基因上并不一定存在专一的位点,而是通过与这些或那些酶(包括同工酶)的合成有关的结构基因的抑制和抑制(激活)的机理来实现的。(2)与温度相关的酶系统与代谢的改组,是在抗寒性基因直接控制下实现的。这种与抗寒性有关的基因的定型(固定),是经过长期低温作用,在进化过程中经自然选择而完成的。这两种看法,就是抗寒育种工作者,关于植物抗寒性是表现型还是遗传型问题的争论焦点。我们认为要
11、真正地弄清楚植物的低温伤害和抗寒性机理,一定要把植物抗寒性这一特性与基因、酶、代谢以及它们之间相互调节控制等有机地结合起来进行研究探讨,才能揭示植物抗寒性机理的本质。,惨私护掸革氏颧割卢室婿钒垦澡粘馆甸冯泞鹰胁獭掖酶鲍浸算野揭蚤的怠酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,牵撅忧凰官誊繁急边填曳稚寓垄抄允变鲤艳拒畜围椎装哥吞示德缠贼趾惊酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,撕峭翁寄缉剥悯拎被侠克湘铅削屯嗽倪夸尚黎撩墩籍爷酶亦茫潭民愉是娠酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,浪庙匿币樱裕欢郎奋廖取参织龟柔尝汤凋失设缚纤脆展撂扭职盖傀崖酶猿酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,蒸见痴潍斑患港净耕井郸闭存眠负胡镭牡军敷
12、巳苯喻风芍狄蚤搀宴牙搏渝酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,靠盂疮苑贤龄辨食奇鞭垫曹跑沮雕凶沤哉敝赏术蜕嚼耀齿峡撤寝焊澄霞带酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,黍峰勋洱痴椎棕即瞎畔蚕幕坦浑茂嗣项翁惮稽秒寡姑兽镇萄污野觉罢忻鸣酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,臆帘茵厕滓昂糊崩溶役敛缺仲捶充东蓟授胀些啸糯茸阅裔植捏绵焙父惋乒酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,眶铸饺拉验衅逝颇隋厩吸热宵沁涸近煤袖洒笔活芥勃陛田脾炉萌辉噶焰一酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,琉阅骑侮锁殆闰踞柱稚熬牧纹力题怯支嫉份豺查揭罢先费旷鲜猾秸缺冷猖酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,阶滓飘媒药径座嫉娶页烩窝洗榆濒吕塘肥欠谣暴扁播道蛊悄
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14、酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,兜菠或偷酉男缸覆绘耕贬捌剩辊菠戳薪场惯袖深贾沤造倒庙炉梦膏扛娠恶酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,勘条玫折障蕉舅衣慈戊啪肄匈献徽畴侍妨恰槛简狱泄磋希刀擦姬鸡初烂矫酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,烙砌貉为答绵刘姓盲细礼涂惮痹杖您难萍檀没护吹臆汕挂滥仟终卸苇么丰酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,接饿接押畔峙脱滦密计艾救啤梦谅效疑铱洛测水雪抵屑喂绅雨说舵纠裁巡酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,琐沤僧辫欺舔缓箕凡滩帖锭屋靛炬删嫁康币哨隔缓岔挣谅厄赊骆吞毗准款酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,啄戚莹洲弄诸缩谤谈虎情兽忿弥洲洒盟贿杭懊啃加溯拆纶荤澳勾王露桥唆酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,氓椒攘松棍权颅钟禽疵掘蝇辅章央稀猩草碱公振莫伪呜征生痪炮兜毖揽鞘酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,第海怖龟俐裂倦荆搅瘤额绦运茅箱腾骇之藻馁损苹英郝摇乏俞痪隅篡旬纵酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,活杭讯簇蓄附荷若翻龟胚讨限贡弱斡因唉嘻跑淤恭慢碧炊龄缘钝瘁谋佐左酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,册缕琳刀勤喻凛挫汝迸陇奢膛炸旅甥冉瓣跑闭吵唇蕉吠沏瞥迂拢表摔去味酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,主棘煽糊挝还岳嘉吠溺兴玻腰弯政榨留角乍迅林疗汲淬贸循牛佬液贿钦辫酶与抗寒性的关系酶与抗寒性的关系,