即时浸酸和低温冷藏对滞育蚕卵辅酶Ⅰ和Ⅱ代谢的影响

摘要

家蚕是典型的胚胎滞育昆虫，即时浸酸和低温冷藏可分别阻止滞育发动和解除滞育状态。滞育发动时呼吸耗氧量显著下降，糖原大量转化为山梨醇，同时细胞停止分裂。即时浸酸显著提高了其呼吸耗氧量，抑制了山梨醇积累，细胞继续分裂。低温冷藏期间，呼吸耗氧量保持于极低水平，山梨醇重新转换为糖原，细胞不能分裂。在低温解除滞育后，呼吸耗氧量迅速上升，细胞分裂恢复。辅酶I NAD(H)和辅酶Ⅱ NADP(H)分别参与细胞的能量代谢和还原性生物合成及抗氧化。NAD激酶(NAD kinase，NADK)能够催化NAD(H)生成NADP(H)。苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase，MDH)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)是胞浆中催化NADH氧化的关键酶。6-磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase，G6PDH)和异柠檬酸脱氢酶（isocitrate dehydrogenase，ICDH）是胞浆中催化NADP还原的关键酶。鉴于滞育蚕卵中呼吸耗氧量和糖原-山梨醇相互转化可能与NAD(H)和NADP(H)代谢相关，本研究测定了即时浸酸和低温冷藏对滞育蚕卵中NAD(H)和NADP(H)代谢的影响。主要结果如下:
　　 一、即时浸酸对滞育蚕卵中NAD(H)和NADP(H)代谢的影响
　　 滞育发动阶段，蚕卵中NAD(H)含量、NADP(H)含量和NADK活性显著下降，表明NAD和NADP的降解大于合成，NAD(H)含量下降导致呼吸耗氧量显著降低，NAD降解产物可能参与了细胞分裂抑制;同时，尽管NADH/NAD比值在产下后36h左右达到峰值，但是MDH活性无显著变化，LDH活性显著下降，表明NADH氧化减弱;另外，尽管NADPH/NADP比值处于波动中，但是ICDH活性无显著变化，G6PDH活性显著下降，表明NADP还原减弱。
　　 即时浸酸处理后，NAD(H)含量、NADP(H)含量和NADK活性显著升高，并且显著高于滞育蚕卵，表明NAD和NADP的合成大于降解，NAD(H)含量显著升高为呼吸耗氧量迅速增加奠定了基础;同时，NADH/NAD比值处于波动中，MDH活性显著升高，LDH活性显著下降，表明胞浆中NADH通过苹果酸-天冬氨酸穿梭氧化机制加强；除了产下后36 h外，两者NADH/NAD比值无显著差异，即时浸酸蚕卵MDH和LDH活性都显著高于滞育蚕卵，表明NADH/NAD氧化还原循环强度与NAD(H)含量变化一致;此外，即时浸酸蚕卵NADPH/NADP比值显著升高，G6PDH活性无显著变化，ICDH活性显著升高，表明NADP还原增强；两者NADPH/NADP比值无显著差异，即时浸酸蚕卵G6PDH和ICDH活性都显著高于滞育蚕卵，表明NADP还原能力与其NADP(H)含量变化一致。
　　 可见，即时浸酸后呼吸耗氧量增加与其NAD(H)含量而不是NADH/NAD比值升高有关，生物合成和抗氧化能力增强与其NADP(H)含量而不是NADPH/NADP比值升高有关。
　　 二、低温冷藏对滞育蚕卵中NAD(H)和NADP(H)代谢的影响
　　 产下后10-90d，滞育卵中G6PDH和ICDH活性显著提高，其它测定指标无显著变化。可见，滞育维持阶段蚕卵除了NADPH/NADP氧化还原循环偏向于还原外，NAD和NADP代谢处于稳定状态。
　　 低温处理过程中，NAD(H)含量、NADP(H)含量和NADK活性都显著升高，而且显著高于滞育蚕卵，表明NAD和NADP的合成大于降解，NAD(H)含量显著增加为解除滞育后转移到常温下呼吸耗氧量迅速升高奠定了基础;在低温冷藏蚕卵中，尽管NADH/NAD比值无显著变化，MDH活性显著升高，但是LDH活性无显著变化，表明NADH通过苹果酸-天冬氨酸穿梭氧化机制加强;两者NADH/NAD比值和LDH活性无显著差异，但是低温冷藏蚕卵的MDH活性显著高于滞育蚕卵，表明低温处理过程中NADH的氧化增强;此外，低温冷藏蚕卵中NADPH/NADP比值在早期和中期无显著变化，但是后期迅速升高，而且G6PDH和ICDH活性也显著升高，表明低温处理后期NADP还原显著增强;尽管两者早期和中期NADPH/NADP比值和ICDH活性无显著差异，但是低温处理蚕卵NADP(H)含量和G6PDH活性显著高于滞育蚕卵，表明在早期和中期可能有更多的NADPH用于抗低温氧胁迫。
　　 可见，低温冷藏后呼吸耗氧量增加与其NAD(H)含量而不是NADH/NAD比值升高有关，生物合成和抗氧化能力增强与其NADP(H)含量和NADPH/NADP比值升高有关。

目录

声明

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第一部分 文献综述

第一章 即时浸酸和低温冷藏滞育蚕卵的研究进展

1 滞育蚕卵研究概述

2 即时浸酸滞育蚕卵的研究进展

3 低温冷藏滞育蚕卵研究进展

第二章 辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ代谢的研究进展

1 辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ概述

2 辅酶Ⅰ代谢研究

3 辅酶Ⅱ代谢研究

第三章 本研究的目的及意义

1 呼吸耗氧量及胚胎发育

2 生物合成及抗氧化

第二部分 实验研究

第四章 材料与方法

1 研究内容

2 实验材料

3 实验方法

第五章 结果与分析

1 辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ标准品分离分析

2 辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ含量测定标准曲线

3 即时浸酸阻止滞育发动过程中辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ代谢

4 低温冷藏解除滞育过程中辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ代谢

第三部分 讨论与展望

1 讨论

2 展望

参考文献

研究生期间参与课题和发表文章

附录 主要缩略语

致谢