植物超低温保存中氧化胁迫应答机制

玻璃化法超低温保存生物材料的同时，多步处理也会对细胞本身造成一些胁迫伤害，这些伤害主要来自渗透胁迫、脱水胁迫、低温胁迫和氧化胁迫，以及在冻结和复温过程中因相变、渗透压、热应力、机械作用等因素引起的冰晶形成等细胞损伤。如何改善植物超低温保存体系，降低细胞的胁迫伤害和控制冰晶形成，是提高玻璃化法超低温保存冻后细胞活性的关键。

目前，植物超低温保存研究主要集中在超低温保存体系建立、体系优化、遗传稳定性检测及生物大分子含量分析等方面，对植物超低温保存过程中的胁迫应答机制的研究甚少。研究发现拟南芥（Arabidopsis thaliana）幼苗超低温保存过程中ROS诱导的氧化胁迫是导致细胞死亡的主要原因（Ren et al.，2013）。ROS通常在叶绿体、线粒体及过氧化酶体等细胞器中产生，并且可以通过电子传递相互转换（Mittler et al.，2004）。植物体内存在抗氧化系统以清除胞内过量的ROS，包括酶促抗氧化物超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）等，以及非酶促抗氧化物抗坏血酸（As A）和还原型谷胱甘肽（GSH）等。在超低温保存过程中，过量ROS诱导的氧化胁迫导致细胞膜脂过氧化并破坏植物光合磷酸化与氧化磷酸化系统最终引起细胞死亡，而抗氧化系统在此过程中可以清除过量ROS，有利于提高恢复生长率（Ren et al.，2013）。进一步对百子莲EC超低温保存的ROS与抗氧化系统进行研究验证，发现H 2 O2作为主要ROS组分诱导的膜脂过氧化与细胞凋亡直接影响冻后细胞活性（Zhang et al.，2015），膜脂过氧化产物MDA含量与细胞活性TTC值呈现极显著负相关关系，且CAT与AsA-GSH循环是清除胞内H 2 O2的主要途径。(www.xing528.com)