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一、概述
植物正常生命周期的代谢过程, 如光合作用、呼吸作用、电子传递、端粒缩短和一些小分子自身氧化, 常常伴随着活性氧(reactive oxygen species, ROS)的产生。ROS作为第二信使参与新陈代谢, 调控细胞生长和程序性死亡等, 在植物体内处于动态平衡状态。而当植物遭遇逆境胁迫或病理变化时, 大量ROS产生, 引发一系列生化反应, 造成细胞膜脂过氧化、蛋白质失活、DNA损伤, 严重时导致细胞功能紊乱甚至凋亡。长久的适应演化使植物进化出高效复杂的ROS清除系统, 该系统主要包括酶抗氧化防御系统和非酶抗氧化防御系统。动物、植物、微生物体内普遍存在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD), 作为清除ROS的第一道防线, 催化超氧化物的歧化反应, 与过氧化氢酶(catalase, CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX)协同作用, 发挥防御植物体内氧中毒, 有效保护细胞和机体本身, 增强植物在逆境胁迫下的耐受能力的功能。
二、检测指标
| 序号 | 指标 | 检测方法 | 样品要求 | 询价 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 超氧化物歧化酶 | 陌凡生物-超氧化物歧化酶（SOD）测定试剂盒 | 鲜样 |
三、SOD分类
SOD 时刻清除细胞内新陈代谢等过程中产生的氧自由基。所有 SOD 催化中心都包含有一个金属离子，根据金属离子的不同，SOD 家族可以分为四种: Cu /Zn-SOD、Fe-SOD、Mn-SOD 和 Ni-SOD。在 20 亿年前，SOD 在原核生物中出现两类: Cu /Zn-SOD 和 Fe /Mn-SOD。随 着 基因的进化，Fe /Mn-SOD 逐渐演变为 Fe-SOD 和 Mn-SOD，三维机构和氨基酸序列却依然非常接近。然而Cu /Zn-SOD 和 Fe-SOD，Mn-SOD 在晶体结构和催化机制上都表现出非常大的差异，这也从侧面支持独立进化的假说。Cu /Zn-SOD 主要存在于真核细胞质、叶绿体和细菌细胞质、周质空间中。在细菌、植物和动物中，Cu /Zn-SOD 的编码基因不尽相同。Mn-SOD 主要存在于原核生物和真核生物的线粒体中。Fe-SOD 存在于原核生物和少数植物中。
四、植物SOD与逆境胁迫
植物在生长发育中受到环境胁迫时, 依靠自身抗逆性能够抵抗逆境带来的不良影响。逆境胁迫主要分为生物胁迫和非生物胁迫。生物胁迫主要有病虫害、病原菌等; 非生物胁迫有旱涝、温 度、盐碱、光照、重金属、紫外线(UV照射)、臭氧、农药等。植物应对胁迫时会引发次级氧化胁迫, 产生氧化应激反应, 造成体内大量ROS积累。在细胞及分子水平上, ROS会破坏生物膜, 引起膜脂过氧化, 改变蛋白质核酸的空间结构; 个体水平上, 植物体内生理平衡被打破, 难以维持正常生长发育。SOD作为清除ROS的活性酶发挥重要作用,并且协同其他抗氧化酶缓解ROS给植物带来的伤害。在植物遭受逆境胁迫时, 可以通过施加外源物质在一定程度上调节抗氧化酶活性, 增强植物体抗逆性。
植物SOD耐受性机制
SOD参与植物逆境胁迫的调控网络