外源NO对高温胁迫下茄子幼苗生长和抗氧化系统的影响

为探讨外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)缓解高温胁迫对茄子幼苗伤害的可行性,以茄子(Solanum melongena L.)品种‘特旺达’为试验材料,在人工气候箱内,研究了0.05～5 mmol/L的SNP对高温胁迫(43±1)℃/(38±1)℃(昼温/夜温)下茄子幼苗生长和活性氧代谢系统的影响。结果显示:(1)高温显著抑制了茄子幼苗的生长,且显著降低了叶绿素含量;0.1 mmol/L SNP处理下,茄子幼苗的生长促进效果最明显,叶绿素含量升高幅度最大。(2)用0.1 mmol/L SNP处理显著降低了高温胁迫下的茄子幼苗丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O2·-)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量;同时茄子幼苗中的渗透性物质(脯氨酸,可溶性蛋白,可溶性糖)含量显著增加。(3)茄子幼苗在高温胁迫下的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性及抗氧化物质抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量经过0.1 mmol/L SNP处理后,均显著增加,As A/DHA、GSH/GSSG比值降低。添加NO清除剂血红蛋白部分或完全逆转了上述作用。本研究表明,在高温胁迫下的茄子幼苗经0.1 mmol/L SNP处理,其抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著提高,对细胞膜系统的稳定性有维持作用,因此缓解了高温胁迫下茄子幼苗的氧化损伤,增强了茄子的耐热性。     

GSH/GSSG对盐胁迫下番茄幼苗谷胱甘肽化修饰和抗氧化系统的影响

以营养液栽培‘中蔬四号’番茄(Solanum lycopersicum Mill.)为研究材料,研究不同时期的盐胁迫下叶面喷施5 mmol/L还原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)和1 mmol/Lγ-谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂(inhibitor of gamma-glutamylcysteine synthetase,BSO)对番茄幼苗叶片GSH和抗坏血酸(ascorbic acid,As A)水平、抗氧化酶活性及谷胱甘肽化抗氧化酶活性的影响。结果表明:盐胁迫、盐胁迫+BSO两种处理下喷施外源GSH显著升高了番茄幼苗叶片中GSH和As A含量、GSH/GSSG和As A/DHA比率以及超氧化物歧化酶(superoxidase dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(monodehydroascorbate reductase,MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)的活性(NaCl+GSH处理除15 d的MDHAR活性;NaCl+BSO+GSH处理除15 d的DHAR活性);添加GSSG诱导的谷胱甘肽化修饰使盐胁迫下番茄幼苗叶片的SOD、MDHAR(15 d)、DHAR(5和15 d)、GR(5和10 d)、GPX(5和15 d)活性显著增加,同时GSH处理能够诱导上述酶发生去谷胱甘肽化修饰,从而维持细胞内的氧化还原平衡。由此表明外源GSH能够通过蛋白质谷胱甘肽化修饰对植物进行氧化还原(Redox)调控,以维持番茄体内Redox平衡,从而缓解盐害对番茄幼苗叶片造成的氧化胁迫,减少NaCl对植株造成的伤害。本研究为明确GSH/GSSG与番茄耐盐性的关系及其潜在生理机制,有效缓解番茄盐害提供了一定的理论支持。     

Ca2+参与硝普钠(SNP)对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控

在15% PEG-6000干旱胁迫下,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO含量、NO合成酶活性的影响及其与Ca2+的关系。干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS活性显著增加,且钙依赖型cNOS快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS活性在NOS活性比例缓慢增加,而NR产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;1mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用。结果表明,外源NO 显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控。     

外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分和光合特性的影响

为了研究外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分以及光合特性的影响,以ML7113小麦为受试材料,以硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)作为外源NO的供体,预先用0.1 mmol/L的SNP浸种24 h,设置4个处理组：对照组(CK)、紫外线UV-B胁迫处理组(B)、UV-B胁迫和SNP复合处理组(B+SNP)、SNP单独处理组。待幼苗生长7天后取其叶片进行可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O₂^-)、过氧化氢(H₂O₂)、气孔密度、光合色素及叶绿素荧光参数等指标的测定。结果表明,NO供体SNP能显著增加经UV-B胁迫后小麦幼苗的株高,并使其小麦幼苗可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量分别提高19.69%、15.25%、41.36%,同时使其小麦叶正面气孔密度增大10.34%。SNP单独处理使得光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）的含量较CK分别提高12.43%和5.99%,叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F0较CK显著提高0.5%和5.16%。此外,SNP能使小麦幼苗丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)的含量较CK显著降低27.30%和74.92%,超氧阴离子(O₂^-)的产生速率较CK显著降低24.47%。通过体内相关生理指标物质含量的变化来响应UV-B胁迫对小麦幼苗造成的伤害,而适宜浓度的外源NO(0.1 mmol/L)可以缓解UV-B胁迫下对小麦幼苗的伤害作用,从而增强小麦幼苗对UV-B胁迫的适应能力。     

Ca2+ 参与硝普钠对干旱胁迫下小麦叶片NO水平的调控

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO水平的影响及其与Ca2+的关系.在15%PEG-6000胁迫下测定NO含量和NO合成酶活性,结果表明,干旱胁迫下小麦幼苗叶片一氧化氮合酶(NOS)活性显著增加,且钙依赖型cNoS(CaM的组成型NOS)快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS(CaM的诱导型NOS)的活性在NOS活性比例缓慢增加,而硝酸还原酶(NR)产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;0.1 mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用.SNP显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控.     

腐植酸对干旱胁迫下谷子幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

为探讨腐植酸（HA）对干旱胁迫下谷子抗氧化系统的调节机制,以晋谷21号和张杂10号为材料,采用浸种法研究了不同浓度腐植酸（0、50、100、200、300mg/L）对干旱胁迫下谷子幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环的影响。结果显示,100和200mg/L腐植酸处理显著提高了干旱胁迫下谷子幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶（APX）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性,促进了抗氧化物质AsA和GSH的再生,使AsA/DHA和GSH/GSSH值增加,有效缓解了活性氧的积累。研究表明,腐植酸可通过提高AsA-GSH循环相关酶活性及抗氧化物质含量,缓解干旱胁迫对谷子幼苗造成的氧化损伤,从而提高谷子的抗旱性。     

小麦在铜、镉胁迫下体内含巯基物质对解毒机制的研究

将小麦幼苗分别放在含有100μmol/L Cu2 的培养液和100μmol/L Cd2 的培养液中培养,观察其体内重金属含量、丙二醛(MDA)、植物螯合肽(PC)和谷胱甘肽(GSH)的变化。试验结果表明,在铜、镉胁迫下,小麦体内重金属含量逐渐增加,尤以根中增加明显,约75倍,而叶中增加较少,为2~5倍;无论是在根中还是在叶中,镉的含量都高于铜的含量;铜、镉胁迫下小麦叶片膜脂过氧化程度都高于根部无论是铜胁迫还是镉胁迫下,小麦体内叶片的GSH含量均高于根部,而PC含量均低于根部。     

外源一氧化氮对盐胁迫下烟草幼苗生理及抗氧化性的影响

为探究外源一氧化氮（NO）对盐胁迫下烟草幼苗的影响,为了解烟草抗盐机制和生产应用提供一定参考,以烟草品种K326为研究对象,使用硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）作为外源一氧化氮供体,研究不同处理烟草幼苗的生理及抗氧化性。试验结果表明,盐胁迫会显著抑制幼苗的正常生长发育,通过使用不同浓度的SNP预处理后,烟草幼苗叶片含水率明显上升,根系活力上升,提高了胁迫环境下的叶绿素含量,渗透物质含量显著增加,幼苗体内的多种抗氧化酶含量显著升高,过氧化氢含量和MDA含量下降,降低了膜脂过氧化的程度,保护细胞结构不被破坏,降低叶片细胞透性。试验结果说明,外源一氧化氮可以有效提高烟草幼苗的耐盐性,并且具有明显的浓度效应,0.10mmol/L SNP预处理的效果最好,试验结果为提高烟草的耐盐性提供一定依据。     

外源一氧化氮供体对高温胁迫下 梨叶片膜脂过氧化的影响

用0.4mmol/L外源一氧化氮供体（SNP）预先处理梨叶片，3d后进行高温胁迫，10h后开始测定各种指标。结果表明，经0.4mmol/LSNP处理的梨叶片愈创木酚过氧化物酶（GPX）、谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化物酶(POD)|超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性提高。脂氧合酶(LOX) 活性下降。说明较低浓度的SNP溶液可缓解高温对梨叶片的伤害作用。     

硅对铬、铜胁迫下小麦幼苗生理生化指标的影响

为了明确外源硅对小麦铬、铜毒害的缓解效应,以普通小麦品种京冬8号为材料,采用水培试验,研究硅（Na2SiO3）对K2Cr2O7（0．6 mmol／L）、CuSO4（0．8 mmol／L）胁迫下小麦幼苗生理生化指标的影响。结果表明：在铬、铜胁迫下,小麦幼苗可溶性糖含量、丙二醛（ MDA）含量、超氧化物歧化酶SOD和过氧化物酶POD活性显著升高,叶绿素含量显著降低;外源硅能显著降低铬、铜胁迫下小麦幼苗的可溶性糖含量、MDA含量以及SOD和POD活性,Na2 SiO3浓度为1．5 mmol／L时,效果最明显;外源硅能显著提高铬、铜胁迫下小麦幼苗的叶绿素含量,Na2 SiO3浓度为1．0 mmol／L时,效果最明显。适当浓度的外源硅能在一定程度上减轻重金属铬、铜胁迫对小麦幼苗的伤害。     

水杨酸通过一氧化氮信号诱导抗氧化 防护来提高小麦幼苗根部耐盐性

水杨酸和一氧化氮在植物研究中都被认为是调控一系列生理过程的重要内源信号分子。采用药理学和生物化学的方法,研究发现外源水杨酸溶液对盐诱导小麦根部组织的氧化伤害具有保护作用。盐处理(150mmol/L)显著提高根部组织的脂质过氧化水平以及抑制根的生长;同时添加100μmol/L的水杨酸(SA)不仅可以有效的降低脂质过氧化水平以及部分增加根的生长,而且激活了包括SOD、POD和APX等抗氧化酶的活性。此外,一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理能得到与上述SA处理相类似的生物学表型。进一步的研究发现,SA的这种生物学功能很可能与NO有关,因为结合采用NO专一性清除剂cPTIO的处理则不同程度地逆转了SA的各种缓解效应。更重要的是,SA能通过模拟SNP的作用来诱导小麦幼苗根部大量释放NO。上述研究表明,SA通过NO信号上调小麦幼苗根部抗氧化防护来提高耐盐性。     

外源硫化氢对盐胁迫下加工番茄幼苗生理生化特性的影响

为明确盐胁迫下外源硫化氢(H2S)对加工番茄幼苗的缓解作用,以耐盐性不同的2个加工番茄KT-7和KT-32为材料,采用盆栽法,研究了不同浓度(20,50,100,150μmol/L)的H2S供体硫氢化钠(Na HS)对250 mmol/L Na Cl胁迫下加工番茄幼苗生物量、叶片光合色素含量、相对含水量、根系活力、游离脯氨酸含量、抗氧化酶活性及膜质过氧化水平和丙二醛含量的影响。结果表明:低浓度的Na HS处理在一定程度上提高了盐胁迫下加工番茄幼苗的生物量、光合色素含量、相对含水量、根系活力、脯氨酸含量以及抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,而降低了电解质渗出率和丙二醛含量,其中以50μmol/L的Na HS处理效果最佳,与单独盐胁迫处理相比50μmol/L的Na HS使KT-7的生物量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、SOD活性分别增加30.8%~66.7%,61.8%,56.3%,57.0%,9.1%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降15.0个百分点和23.7%;使KT-32的生物量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量、SOD活性,分别增加24.0%~96.4%,49.8%,52.0%,46.7%,10.2%,而使电解质渗出率和丙二醛含量分别下降12个百分点和24.2%。综上,外源H2S处理通过提高幼苗的抗氧化水平,减少盐胁迫对加工番茄幼苗造成的氧化损伤,在一定程度上提高了加工番茄幼苗对盐胁迫的适应能力。为进一步探索H2S缓解加工番茄盐胁迫的机理提供了理论依据。     

外源NO供体对水分亏缺下玉米叶片碳同化关键酶及抗氧化系统的影响

为了探讨外源NO供体(硝普钠, SNP)对水分亏缺下玉米叶片碳同化关键酶及抗氧化系统的影响及其调控机制, 在20% PEG-6000模拟水分亏缺胁迫下, 研究了SNP对玉米品种驻玉309幼苗叶片光合碳同化核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)和Rubisco活化酶(RCA)活性及其基因表达、抗氧化酶活性及其同工酶谱变化的影响。结果表明, 在水分亏缺胁迫下, SNP显著上调玉米叶片rbc L、rbc S、rca β基因的相对表达量, 尤其是叶片rbc S基因的相对表达量增加1.86倍, 叶片Rubisco、RCA活性分别提高32.7%和14.67%; 叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及其同工酶谱带的宽度和亮度显著增强, 而ROS积累量明显降低。说明在PEG水分亏缺胁迫下, SNP能显著提升玉米幼苗叶片光合碳同化能力及抗氧化酶活性, 降低ROS积累及其对细胞膜造成的损伤, 提高玉米的抗干旱性。     

NaCl胁迫下外源壳聚糖对菜用大豆光合作用及叶绿体活性氧代谢的影响

采用蛭石栽培,以菜用大豆为试材,研究外源壳聚糖对NaCl胁迫下幼苗叶片光合作用及叶绿体活性氧(ROS)代谢的影响,以期探明NaCl胁迫下壳聚糖调控菜用大豆光合作用的生理机制。结果显示:NaCl胁迫下,外源壳聚糖通过诱导非气孔因素显著缓解了菜用大豆在胁迫中期(第6~12天)净光合速率(Pn)的下降;外源壳聚糖显著抑制了叶绿体O-·2的产生速率及H2O2含量的上升,显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及抗坏血酸过氧化物酶(APX)在胁迫中期(第6~12天)的活性。无盐条件下,外源壳聚糖在处理早期对上述各指标产生了显著影响,中、后期该作用消失。上述结果表明:外源壳聚糖在NaCl胁迫下对菜用大豆的作用与无盐条件下不同;NaCl胁迫下,壳聚糖可诱导菜用大豆叶绿体保护酶活性及As A-GSH循环的运转速率,及时清除过量ROS,以抑制盐胁迫对光合膜的伤害,这可能是壳聚糖缓解Pn下降,进而缓解菜用大豆干质量下降的重要原因之一;外源壳聚糖的作用具有时效性。     

水分胁迫下一氧化氮对小麦幼苗根系生长和吸收的影响

以25%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱, 利用一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP) 处理小麦幼苗, 探讨外源NO对水分胁迫下小麦幼苗根系生长和吸收的影响。结果表明, 50 mol L^-1 SNP可增加小麦主根长度及侧根数目, 分别比对照增加11.94%和83.78%。同时, SNP可使水分胁迫下小麦的根系活力提高55.88%, 根系K⁺ 的含量提高42.52%。膜片钳全细胞电流显示, SNP处理可增强小麦根细胞质膜内向K⁺ 电流, 而NO的专一清除剂c-PTIO可以逆转SNP的上述效应。因此认为, 外源NO可通过提高小麦根系活力, 增强根细胞质膜内向K⁺ 通道的活性, 从而促进根细胞对K⁺ 的吸收以适应水分胁迫。     

外源一氧化氮供体SNP对受旱小麦光合色素含量和PS II光能利用能力的影响

以-0.5 MPa PEG模拟干旱胁迫, 0.1 mmol L^-1 SNP作为外源NO供体, 从荧光诱导动力学角度研究了干旱胁迫下SNP对小麦光合色素含量的变化和PS II光能利用能力的影响。结果显示, 干旱胁迫虽然引起光合色素含量的增加, 却减少了PS II反应中心的开放比例(qP), 从而限制PS II对光能的利用(F’_v/F’_m)和光合功能的正常运行(L_PFD)。经SNP和PEG同时处理的小麦光合色素含量明显增加, 细胞膜相对透性降低, 避免因干旱引起的光合功能的限制(L_PFD); SNP还能增加受旱小麦PS II开放反应中心的比例(qP), 使更多的光能传递给PS II反应中心, 减少激发能用于非光化学反应的热耗散(NPQ), 从而促使更多的激发能用于光化学反应(F’_v/F’_m)。另外, SNP减轻了干旱胁迫对PS II反应中心施加的激发压力, 引起Q_A的还原程度(1-qP)降低。因此, 干旱条件下外源NO供体SNP可能参与了受旱小麦光合色素的合成和PS II对光能的利用。