渗透胁迫下水杨酸诱导的小桐子甜菜碱积累涉及Ca2+/CaM信号

本研究以小桐子幼苗为材料,在水培条件下,研究了外源水杨酸（SA）对PEG 6000胁迫下小桐子幼苗甘氨酸甜菜碱含量、代谢关键酶BADH活性和相关基因表达,以及Ca²⁺和CaM抑制剂对SA诱导甜菜碱积累的影响。结果表明:外源1.5 mmol/L SA处理可显著提高渗透胁迫下小桐子幼苗的甜菜碱含量、增加甜菜碱合成关键酶BADH的活性,以及上调JcCMO和JcBADH的表达水平。与单独用PEG处理的幼苗相比,SA处理也提高了渗透胁迫下小桐子幼苗的钙调素（CaM）活性。此外,CaCl₂处理能增强SA诱导的甜菜碱积累效应,提高BADH的活性和上调JcBADH的表达水平,而Ca²⁺通道阻断剂 LaCl₃、CaM抑制剂CPZ和TFP处理得到相反的结果。这些结果表明,外源SA处理可提高渗透胁迫下小桐子幼苗甜菜碱的生物合成能力,且SA诱导的甜菜碱积累过程可能受到Ca²⁺/CaM信号的调控。     

外源Ca2+及钙离子信号抑制剂对茶树抗寒性的影响

钙离子信号通路在植物抗寒响应中起着重要作用。为了解钙离子信号通路与茶树抗寒性之间的关系,采用人工气候室模拟低温胁迫和外源施用钙调素（CaM）抑制剂W-7[N-(6-Aminohexyl)-5-chloro-1 -naphthalenesulfonamide]、钙信号通道抑制剂LaCl₃及CaCl₂溶液的方法,测定了低温胁迫下茶树叶片各种与抗寒相关的生理指标的变化情况。检测结果表明,钙离子信号抑制剂W-7、LaCl₃处理均能提高茶树叶片相对电导率,提高茶树叶片中丙二醛（MDA）、超氧阴离子自由基（O₂·^-）、脯氨酸的含量,抑制超氧化物歧化酶（SOD）的活性;而CaCl₂溶液处理茶树叶片相对电导率及叶片中MDA、超氧阴离子自由基和脯氨酸的含量降低,SOD活性提高。表明钙离子信号系统在茶树抗寒过程中发挥了重要作用。     

亚精胺对盐胁迫下黄华占水稻幼苗根系抗氧化酶活性及Na+稳态的影响

以黄华占种子为材料，研究盐胁迫条件下，外源亚精胺(Spd)对水稻幼苗根系的生长、抗氧化酶活性、活性氧(ROS)代谢、丙二醛(MDA)以及Na⁺稳态的影响。结果表明，经100 mmol/L NaCl溶液处理水稻幼苗根系的ROS、·O₂^-、H₂O₂、Na⁺和MDA含量显著升高，过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低；在盐胁迫条件下，施用0.1 mmol/L Spd显著提高水稻幼苗根系的CAT和POD活性，显著降低ROS、·O₂^-、H₂O₂、Na⁺和MDA含量，从而减轻Na⁺毒害和过氧化造成的膜损伤，保护生物膜系统的稳定，维持细胞的稳态。     

外源抗坏血酸对水稻抗铝生理指标的影响

为探讨外源抗坏血酸（AsA）对水稻的抗铝性能的影响,以‘滇优35号’（杂交稻,粳稻）为试验材料,采用溶液培养法研究外源AsA对铝胁迫下水稻根尖H₂O₂、内源AsA、GSH、可溶性蛋白、脯氨酸含量及抗氧化酶活性等生理生化指标的影响。结果显示,与对照相比,铝胁迫导致水稻根尖可溶性蛋白和内源AsA含量减少,而MDA和H₂O₂含量,SOD、POD、APX和CAT活性,GSH及脯氨酸含量增加;外源AsA可增强铝胁迫水稻根尖的脯氨酸及可溶性蛋白等含量,内源AsA、GSH含量及SOD、POD、APX、CAT活性,而降低MDA和H₂O₂含量。表明外源AsA通过调控抗氧化酶活性,提高渗透调节物质含量和抗氧化物质含量来降低H₂O₂的积累,从而缓解铝胁迫下水稻质膜氧化程度,增强水稻的抗铝性能。     

秋茄幼苗对盐度-淹水双胁迫的生理适应

采用潮汐自动模拟系统,探讨盐度-淹水交互处理下,秋茄幼苗叶片生理指标（包括超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、膜透性、游离脯氨酸、可溶性蛋白）的变化特征。结果表明,盐度-淹水胁迫显著影响秋茄幼苗叶片的生理适应特征（p<0.05）。SOD活性、MDA含量及游离脯氨酸含量随盐度升高呈先升后降趋势,POD及CAT活性随盐度升高而持续降低,膜透性及可溶性蛋白含量随盐度升高而升高,短时淹水环境（2～4 h）的SOD活性、游离脯氨酸含量及可溶性蛋白含量高于长时淹水环境（6～8 h）。盐度胁迫的影响效应大于淹水胁迫,水盐胁迫较单一胁迫对秋茄幼苗的伤害更为严重。     

外源褪黑素对盐胁迫下金盏菊幼苗生长、光合及生理特性的影响

为探讨褪黑素（melatonine,MT）对盐胁迫下金盏菊幼苗生理机制的影响,采用盆栽砂培法研究不同浓度外源褪黑素（0、50、100、200 μmol/L MT）对不同程度盐胁迫（0、100、200 mmol/L NaCl）下金盏菊幼苗生长、光合作用及生理特性的影响。结果表明,100、200 mmol/L NaCl胁迫严重限制了金盏菊幼苗的生长,叶绿素含量、光化学荧光效率及光合作用强度降低,MDA、H₂O₂含量升高加剧了脂质过氧化程度,诱导POD酶活性升高的氧化应激反应及脯氨酸含量增加。经外源褪黑素处理能有效缓解盐胁迫对金盏菊幼苗的伤害,其中100 μmol/L MT处理下株高、茎围、地上部和根系干重较对照分别平均提高了17.35%、17.64%、32.14%和19.83%;叶绿素含量和F_v/F_m增幅分别达71.96%和4.13%,光合作用参数P_n、G_s和T_r平均分别提高了88.74%、97.21%和58.88%,而C_i降幅达18.07%;MDA和H₂O₂含量降幅达33.77%和64.29%,POD、CAT酶活性及可溶性蛋白、脯氨酸含量平均分别提高了118.02%、67.29%、55.47%和56.30%。盐胁迫条件下,MT处理能有效提高抗氧化酶活性及降低脂质过氧化水平,促进可溶性蛋白和脯氨酸积累,改善光合荧光特性,最终表现为促进金盏菊幼苗生长。     

重金属Pb2 、Cd2 胁迫对青稞幼苗抗氧化能力的影响

以青稞幼苗为实验材料,采用水培方式,研究了50mg/L Pb2 、Cd2 胁迫对青稞幼苗相对含水量（RWC）、丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。结果显示,50mg/L Pb2 胁迫下的青稞幼苗叶片相对含水量（RWC）变化不大,丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫后期有所升高,SOD活性在前期升高比较明显,其后缓慢下降。50mg/L Cd2 胁迫下青稞幼苗叶片RWC明显减少,MDA含量显著增加,脯氨酸含量先急剧升高后下降,POD、CAT活性随着胁迫时间的增加而显著增强,其中CAT活性在胁迫末期稍有下降,SOD活性先明显升高后下降。这些结果表明,50mg/L Pb2 对青稞幼苗的抗氧化能力产生了一定的影响,但其对青稞幼苗的胁迫程度不大,而50mg/L Cd2 胁迫对青稞幼苗造成了严重伤害,说明青稞幼苗在受到相同浓度Pb2 、Cd2 胁迫时,对Pb2 的抵抗能力大于Cd2 。     

重金属Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗抗氧化能力的影响

为了解重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用,以青稞幼苗为实验材料,采用水培方法研究了50 mg·L^-1 Pb²⁺、Cd²⁺胁迫对青稞幼苗叶片相对含水量（RWC）、丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。结果表明,50 mg·L^-1 Pb²⁺ 胁迫下青稞幼苗的叶片相对含水量（RWC）变化不大,丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫后期有所升高,超氧化物歧化酶（SOD）活性在前期升高比较明显,其后缓慢下降。50 mg·L^-1 Cd²⁺胁迫下青稞幼苗叶片RWC明显减少,MDA含量显著增加,脯氨酸含量先急剧升高后下降,POD、CAT活性随着胁迫时间的增加而显著增强,其中CAT活性在胁迫末期稍有下降,SOD活性先明显升高后下降。综合来看,青稞幼苗在受到相同浓度Pb²⁺、Cd²⁺胁迫时,对Pb²⁺的抵抗能力大于Cd²⁺。     

温度胁迫下宝莲灯的生理及光合特性

以两年生宝莲灯苗为试验材料,利用植物培养箱对宝莲灯植株进行温度处理,研究不同温度对宝莲灯叶片生理及光合特性的影响。结果表明：与对照相比,高温胁迫下宝莲灯叶片的相对电导率、过氧化氢酶（CAT）活性及可溶性蛋白、游离脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）含量随着温度的升高呈不同程度的增加,而叶绿素含量显著减少,过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性呈下降趋势;低温胁迫下相对电导率、Pro、MDA含量随着温度的下降呈上升趋势,可溶性蛋白、叶绿素含量、过氧化氢酶（CAT）活性下降趋势不明显,POD、SOD活性显著降低;随着温度的升高或降低,宝莲灯叶片的光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、水分利用率（WUE）均呈下降趋势,而胞间CO₂浓度（C_i）呈先降低后升高;蒸腾速率（T_r）却随着温度的下降而降低。高温胁迫引起的相对电导率、MDA含量的变化幅度明显小于低温胁迫,而POD、SOD活性高于低温胁迫。说明高、低温胁迫均抑制了宝莲灯的光合作用,宝莲灯对低温胁迫相对较敏感。研究结果对宝莲灯的栽培管理具有指导意义。     

基于盐胁迫条件下施用氮钾肥对面包果养分吸收及渗透物质积累的影响

为探究不同氮钾配比影响盐胁迫下面包果生长的营养生理机制,以面包果[Artocarpus altilis (Parkinson) Fosberg]为材料,研究不同氮钾配比对盐胁迫下面包果养分吸收及渗透物质的影响。结果表明：与阴性对照（N₀K₀+W）相比,单盐胁迫（N₀K₀+S）对面包果生长指标有一定抑制作用,对根系生长指标有一定促进作用,其中N₁K₁+S处理的面包果地下部干重较单盐胁迫处理呈增加趋势,根系生长指标呈下降趋势。所有盐胁迫处理均显著增加根茎叶中的Na⁺含量和Na⁺/K⁺。与阳性对照（N₀K₀+S）相比,N₁K₁+S处理显著增加根茎叶中K⁺含量,减少叶中Na⁺含量和Na⁺/K⁺。N₁K₂+S处理较N₁K₁+S处理显著减少根茎中的Na⁺含量,N₂K₂+S处理较N₂K₁+S处理显著增加根中的N、P、K⁺、Na⁺含量和Na⁺/K⁺,茎中的N和K⁺含量以及叶片中的Na⁺含量、Na⁺/K⁺和叶片可溶性糖含量。N₂K₁+S处理较N₁K₁+S处理显著减少根、茎中K⁺含量,增加叶片N、Na⁺含量和Na⁺/K⁺,降低叶片可溶性糖含量,增加脯氨酸含量。N₂K₂+S处理较N₁K₂+S处理显著增加根、茎、叶中的Na⁺含量和Na⁺/K⁺。综上所述,适量增施氮钾肥通过调节K⁺、Na⁺向各器官的运输缓解盐胁迫对面包果生长及养分吸收的抑制效应,可为盐碱地的面包果施肥提供参考。     

外源抗坏血酸对镉毒害小麦幼苗的缓解作用

为了解抗坏血酸(AsA)对Cd2+毒害小麦幼苗生长的缓解作用,以小麦品种周麦27为材料,采用室内水培法分析了在Cd2+胁迫下小麦幼苗经不同浓度AsA处理后的生长及生理变化。结果表明,外源AsA能显著提高Cd2+胁迫下小麦幼苗的株高、根长、地上部干重、根系干重、根系活力、光合色素含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,显著降低丙二醛含量和相对电导率以及叶片胞间CO2浓度。说明Cd2+胁迫下外源AsA可以通过提高小麦幼苗渗透调节物质含量及抗氧化酶活性来清除活性氧自由基,减少其对光合色素蛋白大分子的攻击作用,降低膜脂过氧化伤害程度,维持光合作用和细胞膜的稳定性,从而缓解了Cd2+对幼苗生长的毒害作用,其中以35mg·L-1 AsA的缓解效果最好。     

水稻开花期高温胁迫条件下生理生化特性的变化及其与品种耐热性的关系

以5个杂交水稻组合为材料,研究了开花期人工高温胁迫处理对剑叶部分生理生化特性的影响。结果表明,水稻开花期高温胁迫处理降低了剑叶光合速率、叶绿素含量,增加了可溶性糖、游离脯氨酸、MDA含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性。相关分析表明,开花期高温胁迫处理后叶绿素含量、游离脯氨酸含量、MDA含量和SOD活性的变化幅度与品种的热敏感指数呈显著或极显著相关关系,此4项指标的变化幅度可作为水稻开花期耐热性鉴定的生理指标。耐热性强的水稻品种,在开花期高温胁迫处理后剑叶叶绿素含量下降幅度小,游离脯氨酸含量和SOD活性增加幅度大,MDA含量增加小。建立了热敏感指数与MDA含量、游离脯氨酸含量和SOD活性变化幅度的逐步回归方程,可用于对水稻开花期的耐热性进行定量分析。     

淹水缓解直播早籼稻苗期低温冷害的生理特性研究

【目的】 探究淹水对低温胁迫下直播早籼稻幼苗生长的影响,为南方稻区直播稻生产与抗逆栽培奠定生理基础。【方法】 以耐冷品种湘早籼6号和冷敏感品种中嘉早17为材料,设置低温处理(8℃)、低温淹水处理(8℃ + 淹水)与常温对照(25℃)3个处理(处理3 d),分析秧苗农艺性状、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、光合酶活性和内源激素含量等生理特性。【结果】 与低温处理相比,低温淹水处理3 d后不同耐性品种的苗高、鲜质量、干质量和顶三叶叶长显著增加,根数、最大根长、剑叶叶长、倒2叶叶长也都有不同程度增加,淹水可减轻低温对水稻秧苗农艺性状的影响;耐冷品种湘早籼6号苗期受到伤害的程度小于冷敏感品种中嘉早17。此外,与低温处理相比,低温淹水处理显著降低叶片抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)、可溶性蛋白、渗透调节物质(MDA、脯氨酸)含量和内源生长抑制类激素(ABA)含量,同时显著增加了内源生长促进类激素(GA₃)含量;低温条件下淹水可减少植物体内活性氧的积累,减轻膜脂过氧化,加强了植物体内源激素的调控作用。同时,低温和低温淹水处理显著降低叶片叶绿素和ATP含量,导致光合酶(Rubisco、PEPCK)活性降低;但低温淹水处理的影响低于低温处理,低温淹水可起到缓解作用。且在恢复处理后,低温淹水处理各生理活性指标更接近对照处理,而与冷敏感性品种相比,耐冷性品种可缓解低温胁迫产生的伤害。【结论】 低温处理影响直播早籼稻秧苗生长特性,降低了秧苗光合酶活性;同时提升叶片抗氧化保护酶活性与渗透调节势,但淹水处理有助于缓解低温胁迫造成的叶片生理伤害。     

低温和UV-B复合胁迫对小麦幼苗抗氧化酶和渗透调节物质的影响

为揭示UV-B辐射与早春低温复合环境对小麦生理生化的影响,以小麦品种龙麦26为材料,分析了低温、UV-B及二者复合胁迫下小麦幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。结果表明,与对照(正常生长条件)相比,低温下小麦丙二醛(MDA)和可溶性糖含量及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性显著升高,过氧化物酶(POD)活性显著降低,原初光能转化效率(F_v/F_m)、脯氨酸含量未发生显著性变化;UV-B处理诱导MDA和脯氨酸含量及POD、PAL活性显著增加,但显著降低F_v/F_m和可溶性糖含量,CAT和SOD活性没有发生显著的变化;低温和UV-B复合处理后SOD和PAL活性显著增加,而F_v/F_m、CAT和POD活性及可溶性糖含量显著下降,MDA和脯氨酸含量却没有显著变化。以上结果说明,小麦幼苗不同代谢生理指标对低温、UV-B及二者复合胁迫响应程度和方式不同。     

高温胁迫下黄嘌呤脱氢酶基因超表达对水稻幼苗的保护作用

【目的】黄嘌呤脱氢酶(xanthine dehydrogenase, XDH)是嘌呤代谢的关键酶。通过分析高温胁迫对OsXDH超表达转基因水稻株系幼苗叶片生理指标的影响,探究XDH缓解水稻高温胁迫的生理机制。【方法】以OsXDH超表达转基因株系(xdh1和xdh5)及受体品种日本晴(WT)为材料,研究了高温胁迫对水稻幼苗叶片叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢、抗氧化酶活性、XDH活性及嘌呤代谢产物尿囊素(allantoin)和尿囊酸(allantoate)含量等生理指标的影响。【结果】高温胁迫处理前,超表达株系的叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢及抗氧化酶活性等生理指标均与野生型无显著差异;高温胁迫5 d,超表达株系的叶绿素、相对含水量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性均高于野生型,而过氧化氢(H₂O₂)及丙二醛(MDA)的含量显著低于野生型;适温恢复生长5 d,野生型和超表达株系的叶绿素含量、相对含水量及可溶性蛋白含量均有所提高,超表达株系均高于野生型,H₂O₂ 和MDA的含量降低,超表达株系均低于野生型;受高温诱导超表达株系与野生型中XDH酶活性及尿囊素和尿囊酸的含量均提高,且在整个处理过程中超表达转基因株系均高于野生型。【结论】XDH通过调控酰脲类物质的合成,补偿自身的抗氧化能力并增强抗氧化酶系统的活性,从而有效提高水稻幼苗对高温胁迫的耐受能力。