5-ala氨基乙酰丙酸代谢

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生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展

生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展

Ab s t r a c t : As t h e k e y i n t e r me d i a t e f o r b i o s y nt he s i s o f t e t r a p y r r o l e c o mp o u n d s, s u c h a s h e me a n d c hl o r o p hy l l ,5 - a mi n o l e v u l i n i c a c i d( ALA)i s wi d e l y u s e d i n a g r i c u l t u r e a nd ph a r ma c e u t i c a l f i e l d . Th e r e
3 . Ti a n j i n En g i n e e r i n g La b o f Ef f i c i e n t a n d Gr e e n Ami n o Ac i d Ma n uf a c t u r e,Ti a n j i n 3 0 0 4 5 7,Chi n a )
r e v i e w .m e t a b o l i c e n g i n e e r i n g a n d f e r me n t a t i o n e n g i n e e r i n g r e s e a r c h o n A LA b i o s y nt h e s i s b y Es c he r i c h i a c o l i a n d Co r yn e b a c t e r i u m gl u t ar n i c u m v i a C A a nd C5 p a t h wa y wa s s u mma r i z e d .
( 1 . Co l l e g e o f B i o t e c h n o l o g y , Ti a n j i n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y ,T i a n j i n 3 0 0 4 5 7 , C h i n a ; 2 . Na t i o n a l a n d L o c a l Un i t e d E n g i n e e r i n g L a b o f Me t a b o l i c C o n t r o l F e r me n t a t i o n Te c h n o l o g y ,Ti a n i i n 3 0 0 4 5 7 ,C h i n a ;

彩印5ala资料

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韩国未来化学公司RGALA pre-care solution品名:五盐酸氨基乙酰丙酸;英文名:5-Aminolevulinic Acid现有原粉、10%、15%、20%制剂等不同类型光敏剂供应。

ALA的药理:5-ALA是生物体的内源性物质,是动物血红素和植物叶绿素生物合成的前体物质。

其体内代谢途径如下:在正常情况下,机体通过细胞内血红素的含量反馈抑制ALA合成酶,控制ALA的生成量,所以体内没有过量的ALA蓄积。

但当外源性ALA进入体内后,能被肿瘤细胞和其他恶性细胞选择性的吸收,使细胞内积聚了过量的原卟啉Ⅸ,其中的原卟啉Ⅸ即为光敏剂,它在一定波长的光照射下,发生化学反应,产生新生态氧,引起细胞膜、线粒体和核酸的损伤,使肿瘤细胞或其他增生活跃的细胞坏死、凋亡。

从而起到治疗疾病的作用。

ALA的特点:1.副作用小,避光时间短。

由于ALA是人体的内源性物质,其代谢途径为合成血红素,所以中间的代谢产物无毒副作用。

外源性ALA进入人体内后,除参与这一正常代谢途径外,可以原型从尿中排出,未发现明显毒副作用,用药后只需避强光24小时。

而第一代光敏剂产品光毒作用大,用药后需避强光1个月。

2.可外涂,使用方便,渗透性好,疗效确切。

3.ALA 的适应范围广泛,可用于多种疾病的治疗。

4.价格相对便宜。

ALA的适应症:ALA作为光敏剂,应用范围广泛,可用于痤疮、光化性角化病、各种皮肤病、膀胱癌、尖锐湿疣、上消化道癌、直肠癌、乳腺癌、鲜红斑痣、老年性黄斑变性、类风湿关节炎等疾病的治疗。

如对基底细胞癌的治愈率达91%,对痤疮的治愈率达95%以上,对膀胱癌以及被认为顽疾的牛皮癣的治疗,都取得令人满意的疗效。

产品特点之一:优秀的吸收性、渗透性皮肤是人体最外层的保护屏障,有多层组织构成,最上面是由死细胞构成的角质层,角质层坚实、紧密,能有效地防止细菌、有害化学物质的侵入。

在角质层的表面,还有一层由深层细胞分泌的脂肪酸、氨基酸及其它物质构成的薄膜。

5-氨基乙酰丙酸代谢产物原卟啉IX在葡萄酒色斑动物模型鸡冠中的积聚

5-氨基乙酰丙酸代谢产物原卟啉IX在葡萄酒色斑动物模型鸡冠中的积聚

5-氨基乙酰丙酸代谢产物原卟啉IX在葡萄酒色斑动物模型鸡冠中的积聚作者:李伟周兆平桥本贤二来源:《中国美容医学》2009年第01期[摘要]目的:研究5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinic acid, ALA)在不同给药途径下其代谢产物原卟啉IX (protoporphyrin IX,PpIX)在葡萄酒色斑动物模型鸡冠中的聚集、分布的动态变化,探讨其治疗葡萄酒色斑的可行性。

方法:以鸡冠为模型,静脉或局部真皮内注射ALA后,应用多通道光量子分析仪监测代谢产物PpIX的动态变化,组织取材切片后用共聚焦显微镜检测PpIX的分布。

结果:在鸡冠组织内,ALA给药后3h PpIX出现明显聚集,分别在给药5h(静脉给药组)和4h(局部给药组)后到达高峰,静脉给药组峰值(94±15)units略高于局部给药组(73±12)units。

在身体其它部位的皮肤中,PpIX聚集规律相似,但局部给药组的峰值(38±14)units明显低于静脉组(109±14)units。

组织切片荧光检测显示PpIX弥漫性分布于真皮层中。

结论:ALA的局部真皮内注射比全身给药用药量小,但能达到同样程度PpIX的积聚,有望成为葡萄酒色斑光动力学治疗的新光敏剂。

[关键词]5-氨基乙酰丙酸;葡萄酒色斑;原卟啉IX[中图分类号]Q813.1 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455(2009)01-0060-04Accumulation of protoporphyrin IX in chicken comb after 5-aminolevulinic acid administration LI Wei1,ZHOU Zhao-ping1,HASHIMOTO Kenji2(1.Department of Plastic and Reconstructive Surgery, Shanghai 9th People's Hospital,School of Medicine,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200011,China; 2.Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Hamamatsu University School of Medicine, Hamamatsu, Japan)Abstract: ObjectiveThe purpose of this study is to investigate the accumulation kinetics and the localization of endogenously synthesized protoporphyrin IX (PpIX) after administration of 5-aminolevulinic acid (ALA) in chicken comb.MethodsThe kinetics of PpIX accumulation after ALA administration through intradermal or intravenous injection was monitored for 24 hours, and the localization of PpIX was observed under confocal microscope.ResultsIn the comb, PpIX accumulation achieved the peak level at 5 and 4 hours after intravenous or intradermal injection of ALA, respectively, and almost completely eliminated within 24 hours. Similar amount of PpIX was observed after local and systemic injection. In the body skin, a similar pattern of PpIX accumulation kinetics was observed, but the PpIX level was much lower in the local injection group. Confocalmicroscope showed that PpIX distributed evenly in dermis without significant difference between two groups.ConclusionsIntradermal injection of 5-ALA is a safer administration route that could achieve equivalent of PpIX accumulation. It might be applicable to the clinical treatment of port-wine stains.Key words: 5-aminolevulinic acid; port-wine stains; protoporphyrin IX葡萄酒色斑是一种临床常见的先天性血管疾病,其病理特征是真皮内广泛的毛细血管或微静脉扩张,最新分类归为微静脉畸形[1]。

5一氨基乙酰丙酸

5一氨基乙酰丙酸

5一氨基乙酰丙酸农药自发明以来就在人类农业发展史中扮演着重要角色,农药对人类的贡献有目共睹。

时至今日,它的作用仍然不可替代。

但同时现有的农药多是纯化学制剂,具有高毒性、高残留、危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡的致命缺点。

随着科学研究不断深入和农业技术不断进步,农药的负面影响也逐渐被人们所认识,尤其是不合理用药而危害食品安全的事例已引起社会高度关注。

我国作为农药生产和消费大户,多年来高毒农药一直在市场中“唱主角”,这也构成了农产品出口的一大壁垒。

施用高效无毒的“绿色农药”目前被世界各国普遍认为是可以解决这些问题的办法。

近年来,5一氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,简称δ-ALA)作为一种新型农药倍受关注。

δ-ALA分子式 CsH9N03,熔点149-151℃,结构式如下:δ-ALA是四氢吡咯(四氢吡咯是构成血红素、细胞色素、维生素B。

:的物质)的前缀化合物,是生物体合成叶绿素、血红素、维生素B12等必不可少的物质。

对人畜无毒性,在环境中易降解,无残留,是一种无公害的绿色农药。

目前δ-ALA 作为一种环境相容性及选择性很高的新型光活化农药,在农业领域应用非常广泛。

1植物生长调节剂近年来的研究表明δ-ALA具有以下的功效:调节叶绿素的合成;提高叶绿素和捕光系统Ⅱ的稳定性;提高光合效率促进光合作用;促进植物组织分化、抑制在黑暗中呼吸、扩大气孔等基础生理活性。

因此它并不单纯是一种生物代谢中间产物,还参与植物生长发育的调节过程,具有类似植物激素的生理活性,可以作为植物生长调节剂在农业生产中使用。

近年来,有研究者曾把δ-ALA应用到以下作物中实验,效果很好。

1.1豇豆在MS培养基中添加2-10 mg/L δ-ALA,不仅能够诱导豇豆愈伤组织不定根的分化,而且能够诱导不定芽的分化,从而表现出IAA和CTK的双重调节特性。

1.2甜瓜幼苗用10 mg/L外源5-ALA浇灌根系可以提高弱光下甜瓜幼苗叶片光合速率,并增强植株抗冷性。

5_氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用_综述_

5_氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用_综述_

河北科技师范学院学报 第18卷第2期,2004年6月Journal of H ebei N o r m al U niversity of Science&T echno logy V o l.18N o.2June200452氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用(综述)宋士清1,2,郭世荣2(1河北科技师范学院园艺园林系,河北秦皇岛,066600;2南京农业大学园艺学院)摘要:论述了52氨基乙酰丙酸的生理作用,综述了其在农业生产中的应用效果,提出52氨基乙酰丙酸必将越来越受到国内外学者及产业届的关注,有着广阔的应用前景和市场开发前景。

关键词:植物生长调节剂;52氨基乙酰丙酸;生理作用;生产应用中图分类号:S48218+99 文献标识码:A 文章编号:167227983(2004)022*******52氨基乙酰丙酸(52am ino levu lin ic acid),又名∆2氨基乙酰丙酸、∆2氨基戊酮酸,简称ALA。

熔点149~151℃,分子量13112,化学式C5H9O3N。

分子式:H2CN H2—CO—CH2CH2—COOH结构式:H2NO OOHALA是一种含氧和氮的碳氢化合物,它是所有卟啉化合物的共同前体,牵涉到光合作用与呼吸作用,是一种广泛存在于细菌、真菌、动物及植物等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸。

是植物体内天然存在的、植物生命活动必需的、代谢活跃的生理活性物质,可以通过生物途径合成[1~4],也可以人工化学合成[4,5],没有毒副作用,易降解无残留,在农业生产中可以作为壮苗剂、增产剂、除草剂、杀虫剂、增色剂、绿化剂、落叶剂等使用,在临床医学上可以作为抗癌药物——光化疗剂使用[1,2,5,6,7]。

中国学者对ALA 的研究较少,有关文献屈指可数;国外研究主要集中在日本、美国等少数几个国家,仍处于研究试验阶段。

其作用机理、分子基础等尚不十分清楚。

但是,由于其具有“神奇”的作用效果,且天然无污染,而备受国内外学者及产业界的关注,具有广阔的应用前景和市场开发前景[5~9]。

5-氨基乙酰丙酸

5-氨基乙酰丙酸

光合细菌产生S}}l,基乙酞丙酸(ALA)的研究摘要从36个光合细菌菌株中筛选出的7株紫色非硫红假单胞菌有产ALA能力,其中菌株99 28 ALA产量最高.用紫外线对菌株99 28进行诱变处理,筛选出产量比野生菌株高1倍多的菌株L -1.对影响菌株的生长和ALA产量的因子进行了探索.抑制剂加入时间和加入次数对ALA产量有显著影响.在最佳条件下(pH 7. 5,培养对数生长期加入ALA脱水酶抑制剂乙醚丙酸30 mmol, ALA生物合成前体甘氛酸30 mmol和琉泊酸30 mmol, 3 000 1、光照),菌株L -1的ALA产量可达22. 15 m到L.关键词:ALA;光合细菌;乙醚丙酸;甘氛酸;琉泊酸AbstractIn the laboratory 7 strains of rhodopseudomonas sp were selected from 36 photosynthetic bacteria strains. Rhodopseudomonas sp strain 99一8 had the highest ALA production in these 7 strains.Rhodopseudomonas sp 99 28 strain was mutated using ultraviolet radiation and a mutant strain L-1 was obtained, in which ALA production was higher than wild strain 99一8 by about 100%·The elements which affect strain 99 28 and L-1 ALA formation were studied. Under the optimal condition of ALAformation(pH of 7. 5, in the condition of supplementation of ALAD inhibitor LA and precursors glycineand succinct, and light 3 000 lx) ALA formation of mutant L-1 was as high as 22. 15 mg/L.Key words: ALA; photosynthetic; bacteria; LA; glycine; succinct5氰基乙酞丙酸(5 aminolevulinic acid),以下简称ALA,是叶琳、(亚铁)血红素和维生素Biz的类似物[i. z}.近年来,5氰基乙酞丙酸(ALA)作为一种无公害绿色的除草剂而备受关注[31.另外,ALA作为一种光动力学剂(photodynamic agent),可用作杀虫剂、抗微生物药剂、植物生长促进剂及用于治疗癌症与其他疾病[z}.光合细菌生物合成ALA因工艺简单、产率高,具有工业化生产潜力,且ALA对人畜无毒性,在环境中易降解无残留,因而倍受国外研究者及产业界的关注.自然界中很多微生物可合成ALA,但产量较低[;} . 70年代日本率先开展了这方面的研究,并应用生物工程方法获得了ALA高产重组菌株[a}.国内还没有这方面的研究.本实验利用现有的光合细菌菌株资源,筛选、选育高产ALA菌株,探索影响ALA产量的影响因子及操作条件.1材料与方法1.1菌株来源本实验室保存的36株光合细菌菌株分属于Rhodobacter, Rhodopseudomonas,是1997年以来从不同水域取样,经多次富集培养,分离纯化所得.诱变菌株L一是以分离纯化得到的野生菌株99 28经紫外线诱变得到.菌株99 28属于Rho<lopseu<lomonas.1. 2培养基制备和培养条件1. 2. 1分离培养基采用GM培养基L浴氨酸钠4. 83 g/ L, DL萍果酸2.7 g/L,I}zHPOa·3 Hz0 0. 65 g/ L, I}HzPOa 0. 5 g/ L, ( N H4) z HP04 0. 8 g/ L,[NH4HzP04 0. 696 g/L],大量金属元素:M gS04·7 Hz0 0. 2 g/ L,CaCI " 2Hz0 5. 3 X 10- zg/ L, M nSOa " 5 Hz0 1. 2 X 10- ;g/ L,生长因子:泛酸VB}生物素,酵母膏0. 2%1 .2. 2微量元素,pH 7. 0^-7. 2.培养条件100 m L血清瓶中加入60 m L液体培养基,10 mL培养40 h的菌液,3 000 r/ min离心后得到的湿菌体接种入血清瓶,30 0C暗培养24 h后,3 000 lx光照.1.2.3废水去除实验废水摇均,味精废水稀释10倍,豆制品废水与啤酒废水不稀释,柠檬酸废水稀释2倍,调pH7. 5,分装250 mL碘量瓶中,接种60 mL培养48 h的菌液,30 0C暗培养过夜,3 000 lx光照.1. 3分析方法1. 3. 1 ALA的测定无菌操作条件下取培养菌液5 mL于离心管内,离心30 min.取离心上清液3 mL,加入等量2N乙酸钠(p H 4. 6)缓冲液和0. 6 m L乙酞丙酮,沸水水浴加热10 min,冷却至室温,取上述溶液2mL与2 mL Ehrlich's试剂混合,15 min后用1 cm比色皿在553 nm分光光度检测。

生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展

生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展

生物法合成5-氨基乙酰丙酸的研究进展傅维琦,林建平,岑沛霖(浙江大学化学工程与生物工程学系,浙江杭州310027)摘要:对国内外生物法合成5-氨基乙酰丙酸(A LA )的进展进行综述,重点比较了诱变育种法和代谢工程技术在ALA 生物合成研究中的应用,揭示了新兴的代谢工程技术在A LA 的生产开发中极具应用前景,为生物法合成ALA 的进一步发展指明了方向,有利于促进A LA 生物合成的产业化。

关键词:5-氨基乙酰丙酸;生物合成;诱变育种;代谢工程中图分类号:TQ033 文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2008)S2-0190-04R ecent advances in biosynthesis of 52aminolevulinic acidFU W ei 2qi ,L I N J ian 2pi ng ,CEN Pe i 2lin(Department o f Chemical and Biochem ical Eng ineering ,Z hejiang U niv ersity ,H angzh ou 310027,Chin a)Abstra ct :T he research progress in the b iosyn thes is of 52amin olevulin ic acid (A LA)at h ome and abroad is review ed.And the application of induced mutation breeding meth od and metab olic eng ineering technology in A LA biotechn ol og ical production was d iscussed in detail.Further s tudy on A LA producti on can be ex pected t o lead t o high productiv ity of A LA v ia regulation of metabolic pathw ay in mircoorgan isms.K ey w or ds:52am in olev ulinic acid;bios ynth esis;induced mu tation breeding ;metabolic engineerin g 收稿日期:2008-09-10 基金项目国家自然科学基金资助项目(366)和“3”资助项目(B 5) 作者简介傅维琦(),男,博士生;林建平(),男,博士,副教授,主要研究方向为生物反应工程、代谢工程,通讯联系人,j @zj 。

5-氨基乙酰丙酸的生物学功能及其在畜禽生产中的应用

5-氨基乙酰丙酸的生物学功能及其在畜禽生产中的应用

5-氨基乙酰丙酸的生物学功能及其在畜禽生产中的应用
李军辉;姜淑贞;王长波;杨维仁
【期刊名称】《动物营养学报》
【年(卷),期】2023(35)1
【摘要】5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是机体内细胞代谢和能量转换过程中不可或缺的功能性化合物。

5-ALA在动物体内参与血红素、卟啉、叶绿素和维生素B12等合成,具有良好的抗氧化、调控血红素和细胞色素合成以及改善机体体内铁含量等生物学功能。

本文重点综述了5-ALA的生物学功能和相关代谢机制及其在畜禽养殖上的应用效果,以期为5-ALA在畜牧生产中的科学应用提供参考。

【总页数】7页(P120-126)
【作者】李军辉;姜淑贞;王长波;杨维仁
【作者单位】山东农业大学动物科技学院;山东深海生物科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】S816.7
【相关文献】
1.5-氨基乙酰丙酸的生理作用及其在农业生产中的应用
2.5-氨基乙酰丙酸对不同温度下斜生栅藻叶绿素荧光诱导动力学的影响
3.微量元素氨基酸螯合物的生理功能及其在畜禽生产中的应用rn微量元素氨基酸螯合物的生理功能及其在畜禽生产中的应用
4.5-氨基乙酰丙酸的生理功能及在动物生产中的应用
5.产生5-氨基乙酰丙酸(ALA)光合细菌生物学研究进展
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5氨基乙酰丙酸ALA在农业生产上应用研究进展

5氨基乙酰丙酸ALA在农业生产上应用研究进展

5-氨基乙酰丙酸(A L)在农业生产上应用研究进展汪良驹张治平申明成学慧谢荔南京农业大学园艺学院,南京210955-氨基乙酰丙酸(5-A m i n o l e v u i c a c i d,A L)是自然界动植物及微生物体内广泛存在的一种天然物质,是所有四吡咯(即卟啉)化合物,如叶绿素、V B12、亚铁血红素及光敏素发色团等生物合成的关键前体(B e a l e t a l,197;C a s t e l f r a n c o和B e a l,1983;y o n W e t s i n e t a l, 195),与生命活动有着密切关系。

但是,在很长一段时间里,A L仅仅被认为是一种常规的生化代谢产物。

只是近二十年来的研究结果表明,它并不单纯是一种生物代谢中间产物,而是能够对动植物生长发育起到重要调节作用的多功能物质,在人体医学(S h o l i n g-J o r d a n e t a l;203;F u k d a e t a l,205)及动植物生产(R e b i z e t a l,1984,198;S a s k i e t a l,190;汪良驹等,203)上有着广泛应用前景,因而,引起国内外学者普遍重视,大量的研究报告应运而生。

现将A L的基本特性及其在农业生产上的应用研究成果简要介绍如下。

3.4.3促进作物生长与提高产量 Hotta等(1997)系统报道了低浓度ALA对多种作物乍长及产量的效坦。

他们观察到,用O.1mg.Ld ALA浸泡水稻幼苗根系,植株十霞增加14%;用30.100mg.L。

ALA叶面喷布萝卜植株,产帚增加20%.26%;大麦于花前和花后2次喷布30mg.L。

1 ALA,产最提高41%;马铃薯叶面喷布100mg.L。

ALA可增加单株块茎数量,促进块茎牛长,最终产量提高63%:大蒜经30mg.L以ALA处理后,鳞茎产量增加40%;蚕豆在初叶期、一叶期及座果期时以100mg.Ld ALA处理,产量分别提高19%、30%和8%。

ala合酶的组成 -回复

ala合酶的组成 -回复

ala合酶的组成-回复ALA酶是参与光合作用的重要酶之一,它在植物体内发挥着关键的作用。

在本文中,我们将详细讨论ALA酶的组成及其功能。

ALA酶的全称是5-氨基乙酰丙酸合酶,它是植物体内合成叶绿素的关键酶之一。

叶绿素是植物体内进行光合作用所必需的色素,它能够捕获光能并将其转化为化学能。

ALA酶的主要作用是催化5-氨基乙酰丙酸(ALA)转化为卟啉前体。

卟啉前体是叶绿素合成的起始物质,它经过一系列的逐步转化最终形成叶绿素分子。

ALA酶是一个多酶复合体,由多个亚基组成。

其中最重要的两个亚基是ALAS(5-氨基乙酰丙酸合酶合成酶)和ALAD(δ-氨基酮戊二酸合酶)。

ALAS亚基是ALA酶的调控亚基,它参与调节酶的活性和表达水平。

此外,ALAS亚基还与其他酶和蛋白质相互作用,形成ALAS酶复合物。

ALAD 亚基则是催化ALA转化为卟啉的关键酶。

这两个亚基的协同作用使得ALA 酶能够顺利完成反应,并最终合成出叶绿素。

除了ALAS和ALAD亚基外,ALA酶还包括其他一些辅助亚基。

这些辅助亚基的作用是调节酶的活性和稳定性。

一个重要的辅助亚基是PBG-D亚基,它能够增强ALA酶的催化活性。

此外,还有一些其他辅助亚基,如PLDX亚基和GSA-T亚基,它们也参与着ALA酶的正常功能。

ALA酶是一个复杂而精密的酶,其组成和活性受多种因素的调控。

其中一个重要的调控因子是光照。

光照能够促进ALA酶的合成和活性增强,从而增加叶绿素的合成量。

另一个调控因子是营养状况。

植物缺乏某些营养物质时,会出现ALA酶活性下降的情况。

此外,植物体内还有一些其他调控因子,如激素和环境胁迫等。

综上所述,ALA酶是植物体内进行叶绿素合成的关键酶之一。

它由多个亚基组成,其中最重要的两个亚基是ALAS和ALAD。

这些亚基的协同作用使得酶能够顺利完成反应,并最终合成出叶绿素。

此外,还有一些辅助亚基参与着酶的正常功能。

ALA酶的活性和合成受多种因素的调控,如光照、营养状况和激素等。

5-氨基乙酰丙酸(ALA)在马铃薯上的应用

5-氨基乙酰丙酸(ALA)在马铃薯上的应用

5-氨基乙酰丙酸(ALA)在马铃薯上的应用张忠福;程红玉;王俊科【摘要】以马铃薯品种'大西洋'为材料,研究外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对马铃薯生长和产量的影响,探讨ALA的最佳施用浓度和时期.结果表明,当ALA浓度≤200 mg/L时,对马铃薯生育期、植株性状、块茎性状及产量均无明显影响;当ALA浓度增加到300 mg/L时,产量大幅度提高,其中以浓度600 mg/L在现蕾期喷施产量最高,达到46384 kg/hm2.【期刊名称】《中国马铃薯》【年(卷),期】2017(031)006【总页数】6页(P335-340)【关键词】5-氨基乙酰丙酸(ALA);马铃薯;产量【作者】张忠福;程红玉;王俊科【作者单位】山丹县农业技术推广中心,甘肃山丹 734100;河西学院农业与生物技术学院,甘肃张掖 734000;甘肃省应用真菌工程实验室,甘肃张掖 734000【正文语种】中文【中图分类】S5325-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ALA)是一种氧和氮的碳氢化合物,是所有卟啉化合物的共同前体,与光合作用和呼吸作用有关、是植物体内天然存在的、植物生命活动必须的、代谢活跃的生理活性物质[1]。

其可以通过生物途径合成[2-5],也可以人工化学合成[5,6],其无毒副作用,易分解、无残留[7]。

宋世清和郭世荣[8]对其生理作用及其在农业生产中的应用作了综述。

目前,ALA已被国内多家科研单位人工合成并生产,作为一种叶面肥广泛用于温室番茄[7]、黄瓜[9]、草莓[10]等作物上,但有关外源ALA对马铃薯生长发育和产量影响效果,国内还未见报道。

本试验以马铃薯为材料,研究外源ALA对马铃薯生长和产量的影响,探讨ALA在生产中最佳施用浓度和时期,以期为ALA在马铃薯生产中的推广应用提供理论依据和实践指导。

试验于2013年4~9月在河西学院农业与生物技术学院教学与科研示范园进行。

当地海拔1420m,日照时数2986~3088 h,无霜期150~170 d,年均气温7.6℃,试验地土质为粘壤土,前茬作物玉米,地势平坦、肥力一致,灌溉条件便利。

5-ALA光敏剂

5-ALA光敏剂

5-ALA光敏剂
ALA是本⾝存在于动植物体内的重要的天然氨基酸,叶绿素和⾎红素的前提,ALA的衍⽣物有着多样的⽣理活性,有很多应⽤的报道。

痤疮丙酸杆菌可以产⽣内源性卟啉,主要是粪卟啉III原卟啉IX(photoporphysim,PpIX),被⼀定波长的光源照射后,诱发形成单线态氧产⽣,导致痤疮丙酸杆菌的死亡。

⽽应⽤氨基⼄酰丙酸(5-aminolevulinic acid,5-ALA)后,ALA选择性聚集于⽑囊⽪脂腺,在体内经⾎红素代谢途径⽣成 PpIX,后者经特定波长照射后,同样形成单线态氧,从⽽导致细胞中线粒体、内质⽹及细胞膜的损伤。

PDT是⾼度氧依赖的过程,其光敏作⽤是基于光⼦吸收⽽产⽣的⼀个⾼能态,然后直接作⽤于靶分⼦(⽅式Ⅰ:电⼦或质⼦的转移),或通过氧分⼦产⽣单态氧、过氧化氢、超氧物阴离⼦及羟基⾃由基(⽅式Ⅱ:能量转移),发挥对细胞的毒性作⽤。

5-ALA PDT治疗痤疮的机理⽬前认为与三个环节相关:抑制⽪脂腺的功能、诱导痤疮丙酸杆菌死亡、调节⽑囊⾓质形成细胞。

5-ALA介导荧光显微镜脑胶质瘤切除术的临床应用与缺陷

5-ALA介导荧光显微镜脑胶质瘤切除术的临床应用与缺陷

2010年福泉市中医院外科三级医师继续教育内容主讲人:时间:地点:学习人员:主要内容:5-ALA介导荧光显微镜脑胶质瘤切除术的临床应用与缺陷脑胶质瘤是脑肿瘤中最常见的一种,也是对人类健康威胁最大的一类脑肿瘤。

手术、放疗、化疗等目前主要的治疗手段都不能使脑胶质瘤患者的中位生存期有比较显著地提高。

比如多种治疗后的多形性胶质母细胞瘤(WHO分级IV 级)的中位生存期仍不足15个月。

目前认为,肿瘤的切除率与脑恶性胶质瘤的复发率,生存率相关,较高的肿瘤切除率可以降低肿瘤的复发率,提高中位生存期[1]。

因此,手术作为治疗恶性胶质瘤的一个主要治疗手段,其目的在于最大限度地切除肿瘤及浸润了肿瘤细胞的周围组织。

然而,文献报道通过术后增强磁共振复查,目前的肿瘤的完整切除率不及30%[2],近期一些文献报道甚至不及20%[3],一个主要的原因是术中很难将肿瘤的边缘组织与正常组织相区分。

为了解决这一难题很多新的手术辅助技术在近些年诞生,如术中磁共振,神经系统导航,术中超声等等。

但是这些技术都存在着一些弊端,如术中磁共振昂贵,增加手术时间;神经导航存在“脑移位”;术中超声存在“伪影”等,并且,目前能够证明其有效性的前瞻性随机对照试验较少,因此这些方法并没有被公认为是治疗恶性胶质瘤的最佳手段。

5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)作为一种恶性胶质瘤的代谢标记物,越来越多地被应用于术中确定肿瘤是否有残余。

ALA是机体内血色素生物合成途径中的代谢产物,很多实验和临床研究证实恶性胶质瘤细胞能够摄取ALA并将其转为一种光敏剂——原卟啉[4],术中通过荧光显微镜可以观察到残留肿瘤细胞中原卟啉所产生的荧光[5]。

在Stummer等进行的一项5-ALA荧光显微手术治疗胶质瘤的前瞻性多中心随机对照试验中[6],将病人分为5-ALA荧光显微镜手术组和传统显微镜手术组,将术后磁共振肿瘤区域及周边没有强化作为肿瘤完整切除的标准,其中5-ALA荧光显微镜手术组的完整切除率达到65%,显著高于传统显微镜手术组的36%。

5-氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制

5-氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制

5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制孙㊀阳㊀王㊀燚㊀曲丹阳㊀李㊀晶㊀焦㊀健㊀曹鑫波㊀顾万荣㊀魏㊀湜∗(东北农业大学农学院,哈尔滨150030)摘㊀要㊀低温是影响东北地区玉米生长发育的主要因素之一㊂5⁃氨基乙酰丙酸(ALA)具有增强作物抗逆性的作用,近年来成为国内外的研究重点㊂为了探究ALA缓解玉米幼苗低温胁迫的生理机制及叶面喷施的最适浓度,选取 绥玉13号 为试验材料,叶面喷施不同浓度的ALA(0㊁10㊁20㊁30和40mg㊃L-1),在昼/夜温度为14ħ/5ħ的低温条件下培养48h,研究ALA对玉米幼苗生长㊁细胞膜稳定性㊁抗氧化酶活性及渗透调节物质的影响㊂结果表明:叶面喷施ALA能促进低温胁迫下幼苗生长,保护叶片细胞膜的结构与功能,增强细胞清除活性氧能力,提高渗透调节的能力;其中以喷施20mg㊃L-1ALA效果最佳,与对照相比均达到显著水平(P<0.05),幼苗株高㊁叶面积和鲜(干)重分别增加24%㊁23%和26%(24%),MDA含量和相对电导率减少38%和45%,SOD和POD活性增加37%和66%,可溶性蛋白和可溶性糖含量增加50%和45%;叶面喷施适宜浓度的ALA可以缓解低温胁迫对玉米幼苗的损伤㊂关键词㊀5⁃氨基乙酰丙酸(ALA);玉米;低温胁迫;幼苗生长;膜脂代谢;生理机制 十二五 国家科技支撑计划项目(2012BAD14B06)㊁东北农业大学青年才俊项目(14QC24)㊁2015哈尔滨市科技创新人才研究专项青年后备人才计划(2015RQQXJ04b)㊁黑龙江省青年科学基金项目(QC2015032)㊁国家科技支撑计划项目(2011BAD32B03)和国家自然基金项目(31401320)资助㊂收稿日期:2015⁃11⁃17㊀㊀接受日期:2016⁃04⁃06∗通讯作者E⁃mail:weishi5608@163.comEnhancedlow⁃temperatureresistanceandphysiologicalmechanismofmaizeseedlingsbyexogenousapplicationof5⁃aminolevulinicacid.SUNYang,WANGYi,QUDan⁃yang,LIJing,JIAOJian,CAOXin⁃bo,GUWan⁃rong,WEIShi∗(CollegeofAgronomy,NortheastAgri⁃culturalUniversity,Harbin150030,China).Abstract:LowtemperatureisoneofthemajorfactorswhichproduceadverseeffectsonmaizegrowthanddevelopmentinNortheastChina.5⁃aminolevulinicacid(ALA)canimprovethelowtemperatureresistanceofcrops.TheobjectiveofthisstudywastoinvestigatethephysiologicalmechanismofALA⁃enhancedlow⁃temperatureresistanceinmaizeseedlingsaswellastheoptimalfoliarsprayingconcentrationofALA.Thisexperimentwasconductedwithmaizecultivar Suiyu13 underdifferentconcentrationsofALA(0,10,20,30,40mg㊃L-1),atlowtemperatureof14ħ/5ħ(day/night)for48h.Plantmorphologicalgrowth,cellmembranestability,antioxi⁃dantenzymeactivityandosmoticadjustmentabilityweremeasured.TheresultsshowedthatfoliarsprayingofALAcouldpromotethegrowthofseedlingsunderlowtemperaturestress,protectthestructureandfunctionofleafcellmembrane,enhancetheabilityofthecelltoremovereactiveoxygenspeciesandimprovetheabilityofosmoticadjustment.Amongalltreatmentconcentra⁃tions,20mg㊃L-1ALAsprayingtreatmenthadthebesteffects.Comparedwiththecontrol,seed⁃lingheight,leafareaandfresh(dry)weightincreasedby24%,23%,26%(23%),themalon⁃dialdehyde(MDA)contentandrelativeelectricalconductivitydecreasedby38%and45%,SODactivityandPODactivityincreasedby37%and66%,solubleproteincontentandsolublesugarcontentincreasedby50%and45%,respectively,underthetreatmentof20mg㊃L-1ALA.Therefore,sprayingALAofappropriateconcentrationcanrelievethedamagecausedbylowtem⁃生态学杂志ChineseJournalofEcology㊀2016,35(7):1737-1743㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀DOI:10.13292/j.1000-4890.201607.011peraturestresstomaizeseedlings.Keywords:5⁃aminolevulinicacid(ALA);maize;lowtemperaturestress;seedlinggrowth;membranelipidmetabolism;physiologicalmechanism.㊀㊀低温冷害是黑龙江省常见的气象灾害,是影响玉米生长发育的一个重要的非生物胁迫因素(孟英等,2009;陈银萍等,2012),据统计,每3 4年会发生1次低温冷害,平均减产约13% 35%(李祎君等,2011)㊂玉米苗期遭遇低温,营养生长受到抑制,主要表现为干物质积累减少,株高㊁叶面积降低及各叶片出现时间推迟(关贤交等,2004)㊂低温胁迫下植物代谢产生具有较强氧化能力自由基,引起膜脂过氧化,破坏生物功能分子,进一步导致细胞受伤或死亡,更严重会导致整个植株死亡(Fadzillahetal.,1996)㊂植物本身具有各种保护系统用以减少低温带来的影响(Zouetal.,2006;Chinnusamyetal.,2007)㊂研究表明,低温胁迫下幼苗叶片通过提高可溶性蛋白㊁可溶性糖含量,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)㊁过氧化物酶(POD)活性以减轻低温伤害(张玮等,2012;姚慧等,2014;张淑杰等,2014),低温胁迫会致使玉米幼苗相对电导率增加,膜透性增加(杨猛等,2012)㊂5⁃氨基乙酰丙酸(5⁃aminolevulinicacid,ALA),是一种广泛存在于植物㊁动物㊁真菌和细菌等生物机体活细胞中的非蛋白氨基酸,是所有生物体内卟啉化合成的关键前体(VonWettsteinetal.,1995)㊂低浓度时,ALA能够调节植物生长发育(Hottaetal.,1997),提高西瓜(康琅等,2006)㊁甜瓜(汪良驹等,2004)㊁黄瓜(尹璐璐等,2007)㊁油菜(张治平等,2014)和辣椒(刘涛等,2010;Ahmetetal.,2010)等植株的生长量,可溶性蛋白和可溶性糖含量,提高抗氧化能力,减少膜脂过氧化的伤害程度,提高幼苗抗冷性,具有类似于植物激素的调控效应(Royetal.,1998)㊂本试验研究了不同浓度ALA对低温冷害下玉米幼苗生长㊁保护酶活性和渗透调节物质代谢变化的影响,旨在探讨ALA提高玉米抗冷性作用机制及其浓度效应,为利用ALA缓解玉米幼苗期低温冷害提供理论依据㊂1㊀材料与方法1 1㊀试验设计试验以玉米品种 绥玉13号 为材料(黑龙江省农业科学院绥化分院提供),2015年5月于东北农业大学进行室外盆栽,培养盆直径20cm,高17cm,供试土壤为黑土㊂挑选籽粒饱满的试验种子于75%乙醇中浸泡10s后浸入2%次氯酸钠溶液中消毒5min,用蒸馏水反复冲洗并种于培养盆中㊂保留长势一致的植株,确保每个培养盆定苗6株㊂玉米幼苗生长至三叶一心时进行叶面喷施ALA处理,ALA浓度为10㊁20㊁30和40mg㊃L-1和清水对照,以吐温-20作展着剂,叶片正反面均匀喷施10mL,每个处理3次重复㊂24h后,将幼苗移入HPG⁃280HX型人工智能培养箱(北京东联哈尔仪器制造有限公司生产)中进行低温处理,光照时长为14h/10h(昼/夜),设置昼/夜温度为14ħ/5ħ,相对湿度为55%,低温处理48h,常温恢复48h后进行各项指标测定㊂1 2㊀测定项目与方法1 2 1㊀幼苗生长及鲜(干)重的测定㊀取低温处理并恢复的幼苗进行测量,每处理3株㊂株高:测量幼苗(叶片最高点的垂直高度)㊂单株叶面积:全展叶,叶长ˑ叶宽ˑ0.75;半展叶,叶长ˑ叶宽ˑ0.5㊂单株幼苗鲜(干)重:取幼苗地上部分,用清水冲洗表面杂物,再用蒸馏水冲洗干净,用滤纸吸干表面水分,分别称鲜重,105ħ下杀青20min,80ħ下烘干至恒重,称量干重㊂1 2 2㊀生理生化指标测定㊀丙二醛(MDA)含量的测定,采用硫代巴比妥酸显色法(李合生,2000)㊂相对电导率的测量,通过雷磁DDS⁃307A电导率仪进行测定,取新鲜叶,蒸馏水洗净吸干后剪成长约1cm正方形小块,放入三角瓶中,加入10mL蒸馏水,室温放置24h后测定电导率Lt,水浴锅中沸水浴20min后取出冷却至室温,测定电导率L0,用相对电导率表示细胞膜的相对透性,即相对电导率(%)=Lt/L0ˑ100%㊂超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定,采用Gisnnopolitis等(1977)与郝再彬(2004)NBT光照化学还原法㊂过氧化物酶(POD)活性的测定,采用愈创木酚法(郝再彬,2004),以每分钟A470变化0.01为1个过氧化物酶活性单位(U)㊂8371㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀生态学杂志㊀第35卷㊀第7期㊀可溶性蛋白含量的测定,采用李合生(2000)的考马斯亮蓝G⁃250染色法测定㊂可溶性糖含量的测定,采用蒽酮比色法测定㊂1 3㊀数据处理采用DPS7.05和MicrosoftExcel2007软件分析试验中所得数据,对各处理间的差异性采用LSD法进行方差分析㊂2㊀结果与分析2 1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗株高㊁叶面积和鲜(干)重的影响低温胁迫下,植物生长受抑制,生长缓慢,生长量降低㊂由表1可以看出,经ALA处理,低温胁迫对玉米幼苗生长的抑制有所减弱,且在浓度为20mg㊃L-1时效果最显著,其株高㊁叶面积及鲜(干)重较对照增加24%㊁23%㊁26%和24%㊂低温下ALA处理后农艺性状数值整体呈现先上升后降低的趋势,5组处理幼苗生长情况相比,ALA浓度为20mg㊃L-1时生长情况最佳,对照生长抑制最大㊂综上所述,ALA处理部分缓解了低温胁迫对幼苗生长的抑制作用,提升了幼苗对低温胁迫的耐受能力,20mg㊃L-1ALA效果最佳㊂2 2㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片丙二醛含量的影响丙二醛(MDA)是细胞毒性物质,在常温下植物体内含量较少,但遇逆境伤害时其含量会升高,并且随逆境程度的加剧不断增加(郭志强等,2008)㊂由图1可知,不同浓度ALA处理MDA含量均显著低于对照(P<0.05),与对照相比,减少13% 38%,且随ALA浓度的增加呈现先下降后升高的趋势,20mg㊃L-1ACA处理达到最低值㊂2 3㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片相对电导率的影响质膜透性是衡量植物受逆境后细胞膜受损伤程度的重要指标,低温逆境使质膜透性发生改变或丧失,导致细胞内电解质大量外渗,因而相对电导率可显示细胞膜受损程度㊂由图2可知,不同浓度ALA处理后相对电导率均明显下降,分别减少了30%㊁45%㊁32%和22%,均达到显著水平(P<0.05),表明ALA可以减少电解质外渗,有效缓解低温胁迫对膜质的损害,且最适浓度为20mg㊃L-1㊂表1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗株高㊁叶面积及鲜(干)重的影响Table1㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonseedlingheight,leafarea,freshweightanddryweightunderlowtemperaturestressALA浓度(mg㊃L-1)株高(cm)叶面积(cm2)鲜重(g)干重(g)014.87ʃ0.76c54.46ʃ4.43e1.076ʃ0.13d0.106ʃ0.01c1018.93ʃ1.40ab61.76ʃ4.53cd1.184ʃ0.06cd0.116ʃ0.01bc2019.67ʃ0.29ab70.98ʃ0.57ab1.458ʃ0.06ab0.139ʃ0.01ab3017.10ʃ1.39b66.75ʃ1.97bc1.328ʃ0.11bc0.119ʃ0.01bc4017.33ʃ1.61b60.12ʃ1.62d1.129ʃ0.05d0.105ʃ0.01c图1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗丙二醛含量(MDA)的影响Fig.1㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonMDAcontentunderlowtemperaturestress图2㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗相对电导率的影响Fig.2㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsontherelativeelectricalconductivityunderlowtemperaturestress9371孙㊀阳等:5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制2 4㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗SOD活性的影响SOD是生物防御活性氧伤害的重要保护酶之一,SOD活性的升高可以有效缓解低温胁迫带来的伤害㊂由图3可知,与对照相比,低温胁迫下10 40mg㊃L-1ALA处理不同程度地提高了玉米幼苗SOD活性,且随着ALA浓度的升高,SOD活性呈现先升高再降低的趋势㊂低温胁迫后SOD活性较对照分别增加了34%㊁37%和13%,达到显著水平(P<0.05)㊂其中,ALA浓度为20mg㊃L-1的处理的SOD活性最高,较对照提升最多,说明ALA浓度为20mg㊃L-1的处理可以有效清除植株体内多余的活性氧㊂2 5㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗POD活性的影响POD是过氧化物酶,亦是作物内在重要的保护酶之一,通过清除自由基,在逆境胁迫下起保护作用㊂由图4可知,与SOD酶活性相似,20mg㊃L-1ALA处理幼苗POD活性最高为66%,10mg㊃L-1ALA处理和30mg㊃L-1ALA处理次之,分别增加了59%和37%,均达到显著水平(P<0.05)㊂说明ALA显著促进了低温胁迫下玉米叶片的抗氧化活性,有效增加玉米幼苗清除体内自由基的能力,从而减轻了低温胁迫造成的伤害㊂2 6㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗可溶性蛋白含量的影响可溶性蛋白具有亲水性,其含量的增加可束缚更多的水分降低渗透势,是植物细胞质中的重要渗透调节物质之一(Arndtetal.,2001)㊂低温胁迫的图3㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗SOD活性的影响Fig.3㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonSODactivityunderlowtemperaturestress幼苗能主动的调节适应,产生可溶性蛋白以维持细胞膨压,保证细胞正常功能的进行㊂由图5可知,受低浓度ALA处理能够产生更多的可溶性蛋白以适应低温,20mg㊃L-1ALA处理效果最佳,较对照增加了50%㊂30mg㊃L-1ALA处理和40mg㊃L-1ALA处理可溶性蛋白含量略低于对照,其原因可能由于30mg㊃L-1和40mg㊃L-1ALA浓度较高,抑制了可溶性蛋白的产生或对植株无影响㊂2 7㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗可溶性糖含量的影响可溶性糖也是重要的渗透调节物之一,在植物遭受逆境胁迫时大量合成,提高胞液浓度,维持胞内渗透势,保护膜系统稳定性;能降低冰点,提高原生质保护能力,保护蛋白质胶体不遇冷变形凝集㊂由图6可以看出,随ALA浓度的增加,可溶性糖含量呈现先上升后下降的趋势,20mg㊃L-1ACA处理达图4㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗POD活性的影响Fig.4㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonPODactivityunderlowtemperaturestress图5㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗可溶性蛋白含量的影响Fig.5㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonsolubleproteincontentunderlowtemperaturestress0471㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀生态学杂志㊀第35卷㊀第7期㊀图6㊀不同浓度ALA对低温胁迫下玉米幼苗可溶性糖含量的影响Fig.6㊀EffectsofALAindifferentconcentrationsonsolubleesugarcontentunderlowtemperaturestress到峰值,较对照增加了45%,达到显著水平(P<0.05)㊂3㊀讨㊀论3 1㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗形态指标和生物量的影响植物的生长发育与环境温度条件密切相关,当植物遭受低温胁迫时,其株高㊁叶面积及物质积累的增长都会遭受明显的抑制㊂叶片是植物进行光合作用的主要器官,叶面积的大小反映了植物受光情况;植物的干重是光合作用产物的积累,是植物生长状况的基本特征之一㊂本试验结果表明,低温胁迫明显抑制了玉米幼苗的生长,且经低温处理的幼苗,其株高㊁叶面积及鲜(干)重均显著低于正常条件下生长的幼苗㊂叶面喷施ALA后低温胁迫的玉米幼苗,其株高㊁叶面积及鲜(干)重均明显增加,说明了叶面喷施ALA能够缓解低温抑制植株生长㊂这与前人研究表明叶面施加ALA处理可显著缓解低温胁迫对作物的伤害,增加的植株叶面积及干重的结果一致(Wangetal.,2004;Ahmetetal.,2010)㊂表1结果显示,喷施不同浓度ALA对缓解幼苗低温伤害的作用效果存在差异,10 40mg㊃L-1ALA叶面喷施对植株株高㊁叶面积及鲜(干)重的作用情况出现峰值,峰值出现在浓度较低的20mg㊃L-1ALA处理,证明低浓度的ALA可提高作物抗逆能力,这与赵艳艳等(2013)对番茄幼苗的研究一致㊂3 2㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片细胞膜稳定性的影响植物的细胞膜起调控细胞内外物质交换的作用,当膜受到损伤时,物质易从细胞中渗透到周围环境中,导致细胞电导率增大(罗宁等,2014)㊂多不饱和脂肪酸是植物细胞膜的主要脂肪酸,容易受活性氧攻击,产生脂质氢过氧化物的复杂混合物,其过度的过氧化反应会降低膜的流动性,并导致电解质的大量外渗㊂MDA是多不饱和脂肪酸过氧化作用的最终产物(Molleretal.,2007)㊂细胞膜系统是感受低温胁迫最敏感的部位,亦是植物受低温胁迫和抵抗低温的关键结构(李明玉等,2006)㊂MDA含量和相对电导率是逆境胁迫下细胞质膜受到伤害程度的指标㊂本试验表明,喷施不同浓度ALA后相对电导率都有所下降,表明低温胁迫对细胞膜系统有很大的伤害,而喷施ALA可以减轻这种伤害㊂正常条件下生长的幼苗MDA含量较少,低温胁迫会导致MDA含量大量增加,叶面喷施20mg㊃L-1ALA后,植株内MDA含量明显降低,说明低温使细胞膜受到活性氧攻击,引起膜损失,而ALA可以缓解膜质过氧化程度㊂Naeem等(2011)研究发现,盐胁迫下油菜叶面喷施外源ALA能够降低其MDA含量;沈奇等(2012)认为,低温胁迫下ALA处理的辣椒幼苗MDA含量呈现先升后降的趋势;而康琅等(2006)发现,ALA对低温胁迫下西瓜幼苗MDA含量没有影响㊂这可能因为ALA对植物受活性氧攻击具有缓解作用,但作用过程复杂,或者可由于作用对象不同,因不同作物品种有差异,所以施用ALA对植株MDA含量的影响需要进一步研究㊂3 3㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗抗氧化酶活性的影响低温胁迫对作物的影响包括膜损伤,降低细胞呼吸,升高脱落酸(ABA)的水平,并产生活性氧(ROS),当处于逆境胁迫作用下,植物本身的抗氧化系统能够产生抗氧化酶,阻止或减轻由活性氧导致的膜质过氧化(Farooqetal.,2009;Almeselmanietal.,2012)㊂SOD㊁POD是细胞内清除活性氧的主要保护系统,SOD位于叶绿体㊁线粒体㊁细胞质和过氧化物酶体中,作为防御第一线对抗活性氧(Liauetal.,2007),其主要功能是清除产生H2O2,从而维持体内的活性氧代谢平衡(周艳虹等,2003)㊂有研究表明,ALA能够提高盐胁迫下菠菜幼苗㊁低温胁迫下辣椒幼苗及正常生长条件下小白菜苗的抗氧化酶活性(Nishiharaetal.,2003;Memonetal.,2009;Ah⁃metetal.,2010)㊂本试验发现,喷施ALA后,SOD㊁POD活性显著上升,与对照相比,SOD活性最高上升了37%,POD活性最高上升了66%㊂ALA是亚铁1471孙㊀阳等:5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制血红素生物合成的前体,而POD是以亚铁血红素为辅基的酶类,ALA可能先转化为亚铁血红素,然后提高了玉米幼苗POD活性,清楚活性氧,维持活性氧代谢平衡,减少膜脂过氧化,维持膜系统的完整性,增强植株抗冷性㊂3 4㊀不同浓度ALA对低温胁迫下幼苗叶片渗透调节物质的影响可溶性蛋白与可溶性糖是植物体内的重要渗透调节物质(Sadeghipouretal.,2010),低温胁迫下,可溶性蛋白与可溶性糖含量增多,提高胞液浓度,降低胞液渗透势,防止细胞失水过多,减缓低温胁迫带来的伤害㊂据报道,叶面喷施ALA可显著增加植物可溶性蛋白㊁可溶性糖的含量(Xuetal.,2006)㊂可溶性蛋白含量亲水能力强,可以增加细胞的渗透势和功能蛋白的数量,有助于维持细胞正常的代谢,提高植物的抗逆性(刘大伟等,2010)㊂可溶性糖作为渗透调节物质,可保持植物受环境胁迫时的渗透压,还参与植物体内氧自由基的清除(栾晓燕等,2000)㊂本试验结果也表明,低温处理的玉米幼苗叶片中可溶性蛋白㊁可溶性糖的含量均显著高于对照,ALA处理后进一步提高了低温胁迫下玉米幼苗叶片中可溶性蛋白㊁可溶性糖的含量,说明ALA能够增强玉米幼苗抗低温胁迫的能力㊂此外,根据以上试验结果推测,叶面喷施ALA能够促进可溶性糖和可溶性蛋白合成途径中重要酶的合成或提高酶的活性,促进可溶性糖和可溶性蛋白的合成,使其含量维持在一个较高的水平上,增加了幼苗的渗透调节能力,进而提高了幼苗的抗低温性㊂综上所述,ALA可以有效地提高玉米幼苗抗低温性,缓解低温胁迫对幼苗生长的抑制,增加叶片中抗氧化酶的含量,调节其活性,增加渗透调节物质的含量,并减少MDA含量和相对电导率,消除或减轻氧化损伤㊂ALA用于玉米低温调控的最佳浓度为20mg㊃L-1㊂参考文献陈银萍,王晓梅,杨宗娟,等.2012.NO对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响.农业环境科学学报,31(2):270-277.关贤交,欧阳西荣.2004.玉米低温冷害研究进展.作物研究,(5):353-357.郭志强,侯立白,李㊀霞,等.2008.抗低温助长剂对低温胁迫下玉米生长发育及生理生化变化的影响.玉米科学,16(3):82-85.郝再彬.2004.植物生理实验.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.康㊀琅,程㊀云,汪良驹.2006.5⁃氨基乙酰丙酸对秋冬季大棚西瓜叶片光合作用及抗氧化酶活性的影响.西北植物学报,26(11):2297-2301.李合生.2000.植物生理生化试验指导.北京:高等教育出版社.李明玉,曹辰兴,于喜艳.2006.低温锻炼对冷胁迫下黄瓜幼苗保护性酶的影响.西北农业学报,15(1):160-164.李祎君,王远皓,张雪芬,等.2011.东北地区玉米低温冷害规律研究.自然灾害学报,20(6):74-80.刘㊀涛,郭世荣,徐㊀刚,等.2010.5⁃氨基乙酰丙酸对辣椒植株低温胁迫伤害的缓解效应.西北植物学报,30(10):2047-2053.刘大伟,段玉玺,陈立杰,等.2010.灰皮支黑豆抗大豆胞囊线虫3号生理小种的生理机制.大豆科学,29(3):471-473.栾晓燕,陈㊀怡,杜维广,等.2000.不同抗性大豆品种(系)感染SMV后可溶性糖和游离氨基酸的研究.大豆科学,19(4):356-361.罗㊀宁,魏㊀湜,李㊀晶,等.2014.低温胁迫对玉米苗期根系特征及电导率的影响.生态学杂志,33(10):2694-2699.孟㊀英,李㊀明,王连敏,等.2009.低温冷害对玉米生长影响及相关研究.黑龙江农业科学,(4):150-153.沈㊀奇,刘㊀涛,㊀徐㊀刚,㊀等.2012.ALA对辣椒低温胁迫下伤害的缓解效应.江苏农业学报,28(2):376-383.汪良驹,姜卫兵,黄保健.2004.5⁃氨基乙酰丙酸对弱光下甜瓜幼苗光合作用和抗冷性的促进效应.园艺学报,31(3):321-326.杨㊀猛,魏㊀玲,庄文锋,等.2012.低温胁迫对玉米幼苗电导率和叶绿素荧光参数的影响.玉米科学,20(1):90-94.姚㊀慧,夏㊀凯.2014.肌醇对玉米幼苗低温胁迫伤害的缓解效应.作物杂志,(4):133-138.尹璐璐,于贤昌,王英华,等.2007.5⁃氨基乙酰丙酸对黄瓜幼苗抗冷性的影响.西北农业学报,16(4):166-169.张㊀玮,黄树燕,吴继林,等.2012.低温胁迫对麻竹叶片和根系抗性生理指标的影响.生态学杂志,31(3):513-519.张淑杰,杨再强,陈艳秋,等.2014.低温㊁弱光㊁高湿胁迫对日光温室番茄花期生理生化指标的影响.生态学杂志,33(11):2995-3001.张治平,张丽丽.2014.5⁃氨基乙酰丙酸对油菜幼苗抗冷性和抗氧化系统的影响.江苏农业科学,42(2):52-55.赵艳艳,胡晓辉,邹志荣,等.2013.不同浓度5⁃氨基乙酰丙酸(ALA)浸种对NaCl胁迫下番茄种子发芽率及芽苗生长的影响.生态学报,33(1):62-70.周艳虹,喻景权,钱琼秋,等.2003.低温弱光对黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响.应用生态学报,14(6):921-924.AhmetK,YakupK,AliRD.2010.Enhancingchillingstresstoleranceofpepperseedlingsbyexogenousapplicationof5⁃2471㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀生态学杂志㊀第35卷㊀第7期㊀aminolevulinicacid.EnvironmentalandExperimentalBota⁃ny,67:495-501.AlmeselmaniM,DeshmukhPS,ChinnusamyV.2012.Effectsofprolongedhightemperaturestressonrespiration,photo⁃synthesisandgeneexpressioninwheat(TriticumaestivumL.)varietiesdifferingintheirthermotolerance.PlantStress,6:25-32.ArndtSK,CliffordSC,WanekW.2001.Physiologicalandmor⁃phologicaladaptationsofthefruittreeZiziphusrotundifoiainresponsetoprogressivedroughtstress.TreePhysiology,21:705-715.ChinnusamyV,ZhuJ,ZhuJK.2007.Coldstressregulationofgeneexpressioninplants.TrendsinPlantScience,12:444-451.FadzillahNM,GillV,FinchRP,etal.1996.Chilling,oxida⁃tivestressandantioxidantresponsesinshootculturesofrice.Planta,199:552-556.FarooqM,WahidA,KobayashiN,etal.2009.Plantdroughtstress:Effects,mechanismsandmanagement.AgronomyforSustainableDevelopment,29:185-212.GisnnopolitisCN,NriesSK.1977.Superoxidedismutases:I.Occurrenceinhigherplants.PlantPhysiology,59:309-314.HottaY,TanakaT,TakaokaH.1997.Newphysiologicaleffectsof5⁃aminolevlinicacidinplants:Theincreaseofphotosyn⁃thesis,chlorophyllcontent,andplantgrowth.Bioscience,Biotechnology,andBiochemistry,61:2025-2028.Liau,YJ,WenL,ShawJF,etal.2007.Ahighlystablecambi⁃alistic⁃superoxidedismutasefromAntrodiacamphorata:Ex⁃pressioninyeastandenzymeproperties.JournalofBiotech⁃nology,131:84-91.Memon,SA,HouX,WangLJ,etal.2009.Promotiveeffectof5⁃aminolevulinicacidonchlorophyll,antioxidativeenzymesandphotosynthesisofPakchoi(Brassicacampestrisssp.chinensisvar.communisTsenetLee).ActaPhysiologiaePlantarum,31:51-57.MollerIM,JensenPE,HanssonA.2007.Oxidativemodifica⁃tionstocellularcomponentsinplants.AnnualReviewofPlantBiology,58:459-481.NaeemMS,RasheedM,LiuD,etal.2011.5⁃Aminolevulinicacidamelioratessalinity⁃inducedmetabolic,water⁃relatedandbiochemicalchangesinBrassicanapusL.ActaPhysio⁃logiaePlantarum,33:517-528.NishiharaE,KondoK,ParvezMM,etal.2003.Roleof5⁃ami⁃nolevulinicacid(ALA)onactiveoxygen⁃scavengingsys⁃teminNaCl⁃treatedspinach(Spinaciaoleracea).PlantPhysiology,160:1085-1091.RoyC.Bind&M.Vivekanandan.1998.Hormonalactivitiesof5⁃aminolevulinicacidincallusinductionandmicropropa⁃gation.PlantGrowthRegulation,26:15-18.SadeghipourO,MonemR,TajaliAA.2010.Productionofmungbean(VignaradiataL.)asaffectedbynitrogenandphosphorusfertilizerapplication.JournalofAppliedSci⁃ences,10:843-847.VonWettsteinD,GoughS,KannangaraCG.1995.Chlorophyllbiosynthesis.PlantCell,7:1039-1057.WangJ,JiangWB,HuangBJ.2004.Promotionof5⁃aminolevu⁃linicacidonphotosynthesisofmelon(Cucumismelo)seed⁃lingsunderlowlightandchillingstressconditions.Physio⁃logiaPlantarum,121:258-264.XuF,ZhuJ,ChengS,etal.2006.Effectof5⁃aminolevulinicacidonphotosynthesis,yield,nutritionandmedicinalva⁃luesofkudzu(Puerariaphaseoloides).TropicalGrass⁃lands,44:260-265.ZouHW,WuZY.2006.GeneexpressionanalysesofZmPti1,encodingamaizePti⁃likekinase,suggestaroleinstresssignaling.PlantScience,171:99-105.作者简介㊀孙㊀阳,女,1991年出生,硕士研究生,研究方向为玉米高产栽培与逆境生理㊂E⁃mail:414575750@qq.com责任编辑㊀李凤芹3471孙㊀阳等:5⁃氨基乙酰丙酸提高玉米幼苗抗低温性及其生理机制。

5-ALA对NaCl胁迫下丝瓜幼苗生长及生理特性的影响

5-ALA对NaCl胁迫下丝瓜幼苗生长及生理特性的影响

櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄[10]赵子臣,梁 浩,康欣娜,等.夏季遮阳对温室能量平衡及辣椒生长和品质的影响[J].北方园艺,2022(4):51-55.[11]余楚英,尹延旭,王 飞,等.茄果类蔬菜热胁迫及耐热性研究进展[J].中国蔬菜,2021(4):27-40.[12]王学奎,黄见良.植物生理生化实验原理与技术[M].3版.北京:高等教育出版社,2015:280-281.[13]王少先.高温与生长调节物质对辣椒花粉生活力的影响[J].河南农业科学,1997,26(12):23-25.[14]韩笑冰,利容千,王建波.热胁迫下萝卜不同耐热性品种细胞组织结构比较[J].武汉植物学研究,1997,15(2):173-178,197.[15]徐剑锋.甜椒耐热机理及热胁迫下生理、生化变化的研究[D].福州:福建农林大学,2003:33-36.[16]丁亚东,舒黄英,高崇伦,等.中国辣椒热激蛋白HSP70基因家族分析[J].植物科学学报,2021,39(2):152-162.[17]HuangLJ,ChengGX,KhanA,etal.CaHSP16.4,asmallheatshockproteingeneinpepper,isinvolvedinheatanddroughttolerance[J].Protoplasma,2019,256(1):39-51.[18]马子竣,孙继英,汝甲荣,等.不同定植时期对大豆生长及产量的影响[J].黑龙江农业科学,2020,43(4):7-10.[19]李彩雄,张志坚,钟运源.夏季辣椒病害症状及防治措施[J].现代农业科技,2010(23):175,179.[20]KhahEM,PassamHC.Flowering,fruitsetanddevelopmentofthefruitandseedofsweetpepper(CapsicumannuumL.)cultivatedunderconditionsofhighambienttemperature[J].JournalofHorticulturalScience,1992,67(2):251-258.[21]PolowickPL,SawhneyVK.TemperatureeffectsonmalefertilityandflowerandfruitdevelopmentinCapsicumannuumL.[J].ScientiaHorticulturae,1985,25(2):117-127.[22]马德华,庞金安,李淑菊.高温对辣椒幼苗叶片某些生理作用的影响[J].天津农业科学,1999,5(3):8-10.张爱慧,冷欣兰,袁颖辉,等.5-ALA对NaCl胁迫下丝瓜幼苗生长及生理特性的影响[J].江苏农业科学,2023,51(13):137-141.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2023.13.0215-ALA对NaCl胁迫下丝瓜幼苗生长及生理特性的影响张爱慧,冷欣兰,袁颖辉,任慧羚,陈雪琼,朱士农(金陵科技学院园艺园林学院,江苏南京210038) 摘要:以江蔬一号丝瓜为材料,研究100mmol/LNaCl胁迫下,叶面喷施和根施5-ALA对丝瓜幼苗生长缓解效应及其生理活性的变化。

5-氨基乙酰丙酸(ALA)测定方法培训心得

5-氨基乙酰丙酸(ALA)测定方法培训心得

5-氨基乙酰丙酸(ALA)测定方法培训心得6-从这里认识基因肥料-「5-氨基乙酰丙酸」农作物在整个生育期间都是由基因来调控的,在满足农作物有机-无机营养的基础上,基因营养是非常关键的。

它决定农产品的产量和质量。

任何优良品种从目前的水平也只能达到增产潜力的30%。

除了尚未满足理想的外界环境条件,包括有机营养条件外,主要是没有调动起来有关增产方面的基因的显性表达。

分子生物学叫激发子,从作物营养角度叫基因肥料。

农作物基因目前已知的上百种,未知的还有大部分。

由于基因有多样性,基因肥料也有多样性。

其中5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)是基因肥料类群中非常重要、非常突出的一种。

它能调动多种基因的多种功能的一种基因肥料。

5-ALA同人类、动、植物,包括微生物有高度的同源性,都含有它的活性物成分,体现它有多种功能。

对5-ALA的性质、用途、功能,尤其在农业上的应用,及生产方法、施用方法和效果,做一一的介绍。

关键词5-氨基乙酰丙酸、调控基因、光合效率、化学合成、微生物合成前言地球上的生命,无论是人类、动物界、植物界、微生物类其共同的生命形式,有两种:一种是能量形式,从外界吸收能量营养,一种是遗传形式,通过DNA过程的信号转导、转录、翻译使生命得以延续。

能量形式体现的营养元素为C、H、O。

遗传形式体现的营养元素除C、H、O外还有N、P、S。

自然界中的生命自然进化靠自然条件提供营养、产量处于较低水平。

但人类通过高智力干预为动植物提供较全面的营养,使产量和品质得到提高,以满足人类的需求。

随着人口不断增长,对农产品需求的量也不断增加,其品质也要求不断提高。

对人类自身营养的满足在水平上最高。

其次同人类同源性相近的动物尤其是人类直接需求的畜、禽类满足的营养水平也很高。

植物就差的比较多了,为人类和畜、禽提供营养的农产品:如粮食、蔬菜、水果,其无机营养较全面,大量元素N、P、K中量元素。

Ca、Mg、S,后来还有Si。

微量元素Fe、Mn、Cn、Zn、Mo、B。

5-氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫中的功能研究进展

5-氨基乙酰丙酸在植物非生物胁迫中的功能研究进展
Key words 5⁃aminolevulinic;Acid abiotic stress;Plants
自然环境中生长的植物受到环境的制约,不利的环境条
2 ALA 在植物上的应用
件包括生物胁迫和非生物胁迫会影响植物的正常生长。 非
在农业上,ALA 是一种潜在的植物生长调节剂,参与植
生物胁迫中的温度胁迫、盐胁迫和干旱胁迫是限制种植业生
作农业生产中的植物生长调节剂 。 该研究从盐胁迫、低温胁
[3]
迫、干旱胁迫、重金属胁迫等方面概述了植物对非生物胁迫的
物对非生物胁迫(包括盐分、干旱、热、冷、光)的耐受性[9] ,表
明 ALA 在农业生产中具有巨大的应用潜力。
近年来,ALA 已经成为提高果实品质、增强果实颜色的
一种快速有效的方法。 Wang 等[10] 将不同浓度的 ALA 喷施
来提 供 碳 骨 架
速酶
[8]

[7]
,谷氨酸还原酶是该途径中的关键限
根的伸长,并且根的伸长与生长素极性转运密切相关;同时
长素的积累和根的响应,但不影响生长素抑制剂的含量;这
说明 ALA 可以通过改善生长素的运输来促进拟南芥幼苗的
根伸长。
ALA 不仅影响植物的生长,还影响植物营养物质的含
量。 Wood 等[12] 研究发现,中等浓度的 ALA 会导致油菜幼苗
在番茄表面,发现增加了番茄果实中可溶性糖、可溶性蛋白、
总游离氨基酸和维生素 C 等 11 种氨基酸成分的含量,降低
了可滴定酸的含量;通过上调黄烷基凝酰基二磷酸合酶、八
氢番茄红素合酶 1、八氢番茄红素去饱和酶和番茄红素 β-环
化酶的基因表达水平,改善了类胡萝卜素的生物合成,下调
镁螯合酶和原叶绿素氧化还原酶的基因表达水平来抑制叶
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5-ala氨基乙酰丙酸代谢
5-ALA是5-氨基丙酸,也称为氨基乙酰丙酸。

它是一种非常重
要的生物分子,参与了生物体内的多种代谢过程。

首先,5-ALA是
血红素生物合成的起始物质,血红素是血红蛋白的组成部分,而血
红蛋白则是红细胞的主要成分,负责携氧运输。

因此,5-ALA在身
体内起着至关重要的作用。

在生物体内,5-ALA的代谢途径是多样的。

首先,5-ALA可以通过肝脏中的酶的作用被转化为卟啉前体。

这些卟啉前体最终会形成
血红素和叶绿素等生物色素,从而参与光合作用和血红蛋白的合成。

此外,5-ALA还可以参与谷氨酸和γ-氨基丁酸等神经递质的合成,
对神经系统的正常功能起着重要作用。

在医学领域,5-ALA也被广泛应用于诊断和治疗。

例如,5-ALA
可以作为一种显影剂,被用于肿瘤的光动力疗法。

患者在服用5-
ALA后,肿瘤组织会大量积累5-ALA,而正常组织中的5-ALA含量相
对较低,通过光照射,5-ALA会产生光敏剂,从而引发肿瘤细胞的
死亡,达到治疗的效果。

总的来说,5-ALA的代谢涉及到血红素、叶绿素、神经递质等
重要生物分子的合成,对于维持生物体的正常功能至关重要。

同时,它在医学领域也有着重要的应用价值,特别是在肿瘤治疗方面具有
潜在的应用前景。

希望这些信息能够全面回答你的问题。

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