植物中的活性氧研究概述.pdf

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1、生垫鎏堡Q!生篁鲞篁塑丝=塑CurrentBiotechnologyISSN2095-2341植物中的活性氧研究概述张怡，路铁刚中国农业科学院生物技术研究所，北京100081摘要：活性氧作为有氧代谢的副产物不断在植物体内产生。在正常的生长环境条件下，植物将产生活性氧(reactionoxygenspecies，ROS)作为信号代谢分子以调控不同的代谢反应，例如病毒防御、细胞程序性死亡和气孔开闭等；当氧化胁迫发生时，胞内活性氧稳态受到严重破坏，影响作物的生长发育，从而降低作物产量及品质。为了降低因过量活性氧对植物体所造成的伤害，植物体内进化出了两种活性氧清除系统：酶清除

2、系统和非酶清除系统。本文就此对植物在生长发育过程中ROS的产生、利弊、清除机制以及在作物改良上应用的可能性进行了系统的讨论。关键词：活性氧；非生物逆境；生物技术DoI：10．3969／j．issn．2095-2341．2011．04．03TheResearchofReactiveOxygenSpecies(ROS)inplantsZHANGYi，LUTie—gangBiotechnologyresearchinstitute，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，Beijing100081，ChinaAbstract：Reactiv

3、eoxygenspecies(ROS)wereproducedasintracellularby—productsofaerobicmetabolism．Undernormalgrowthenvironment，ROSisamoleculesignaltoregulatedifferentreactions，suchaspathogendefense，programmedcelldeathandstomata]closure．Whileplantssufferoxidativestress．theROSbalancewil1bedestroyedtoinfluenee

4、theplantsgrowthanddevelopmentandevenreducethecropsyieldandquality．ThereareROSscavengesystemsinplants，enzymaticandnon—enzymatic．whichcontro1thebalanceofROS．inordertopreventthedamageofexcessROS．Thispaperdiscussedtheproduction，theadvantagesanddisadvantages，theeliminationmechanismofROSdurin

5、gthedevelopmentofplantsandthepotentialapplicationofmodifyingROSlevelbymolecularapproachesoncropimprovement．Keywords：ROS；abioticstress；bioteehnology非生物胁迫在植物体内产生一系列的生理生物质，其化学性质非常活泼、氧化能力极强，并且化代谢反应，使植物的生长和发育受到影响，从而极易与其他物质发生反应。活性氧(reactionoxy—表现出不利的表型性状。其中最主要的危害之一genspecies，ROS)就是属于自由基类的一类高活

6、就是在生物体内产生大量的活性氧，过量的活性性氧化剂。目前，我们较熟知的几种植物体内比氧对生物体能产生不同程度的危害，为了消除或氧更活泼的含氧化合物主要包括：超氧阴离降低这种危害，植物体内存在着抗氧化保护酶系子(0)、过氧化氢(HO)、过氧化自由基统和非酶系统，使植物体内活性氧含量处于一个(RO0·)和活性很强的羟基自由基(OH·)等。平衡状态而免于受到氧化胁迫伤害。因此，通过这些物质在生物的再生过程中具有非常重要的降低植物逆境状态下的活性氧水平，可以减少逆影响。境对植物产生的危害。超氧阴离子(O)是由于氧分子发生单电子还原反应产生，而发生此反应的单电子可以来自1植物中

7、活性氧的产生不同的途径，包括光合链、呼吸链、还原剂反应自由基是包含了一个或者更多未成对电子的(如还原型核黄素、黄素核苷酸、黄素腺嘌呤二核收稿日期：20116．24；接受日期：2011-07-29基金项目：国家自然科学基金项目(30700516)资助。作者简介：张怡，硕士研究生，研究方向为植物功能基因组学与蛋白质组学。通讯作者：路铁刚，研究员，博士，主要从事植物功能基因组研究。Tel：010—82106131；E—mail：tiegang@caa8．net．cn张怡，等：植物中的活性氧研究概述l243苷酸、半胱氨酸、还原型谷胱苷肽等)，以及体内究发现，