UV-B辐射增强对大麦生理生态的影响

在大田条件下,研究了UV-B辐射增强对大麦的生长发育、光合作用、蒸腾作用及其产量构成的影响。结果表明,UV-B辐射增强明显抑制大麦生长,使株高变矮、绿叶数减少、叶面积和干物质量下降,但抑制程度随生育期而异。在UV-B辐射增强条件下,大麦叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都有不同程度的降低,水分利用率也随之降低。UV-B辐射增强对大麦形态学和生理学上的不利影响,导致了大麦产量下降24.96%。     

Ce(Ⅲ)对UV-B胁迫下大豆幼苗光呼吸的影响

采用水培法研究Ce(Ⅲ)对紫外辐射(UV-B0.15Wm-2,0.45Wm-2)胁迫下大豆(Glycine max)幼苗光呼吸速率(Pr)、光合速率(Pn)和叶绿素(Chl)含量的影响.实验结果表明与CK相比,元UV-B胁迫时20mg·L-1CeCl3能够有效提高Pr和Pn;UV-B处理使Pn与Chl含量降低,Pr增加;Ce UV-B组的Pr、Pn和Chl含量曲线走势均高于UV-B组.通过对Pr、Pn和Chl含量3项指标研究表明,20mg·L-1CeCl3能提高UV-B胁迫下大豆幼苗的Pr、Pn和Chl含量,通过提高Pr可消耗过多的光能,减轻UV-B辐射对大豆幼苗光合器官的伤害.抑制UV-B辐射胁迫下大豆幼苗Pn的下降,缓解Chl的降解,增强植物的抗逆性.     

过量表达pAPX基因提高水稻对镉胁迫的耐性

研究了编码大麦pAPX的基因HvAPXI导入水稻并过量表达后，转pAPX水稻在镉胁迫下的生长状况、生理指标及镉含量。结果发现，由于pAPX基因的过量表达，转基因植株的根系伸长量、生物量、叶绿素含量以及APX活性都明显高于野生型植株。与野生型植株相比，转基因水稻对镉胁迫具有明显的耐性。伴随对镉胁迫耐性的提高，转pAPX水稻对镉的累积量也同时提高。     

CO2激光与外源NO对低温胁迫小麦的防护效应

以冬小麦‘小堰22号’为试验材料,研究了CO2激光与外源一氧化氮(NO)复合作用对低温胁迫(4℃)下小麦幼苗自由基双氧水(H2O2)、超氧阴离子(O2?)浓度,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)、一氧化氮合成酶(NOS)活性,一氧化氮(NO)及蛋白质含量,及幼苗生长发育的影响。结果表明:与单独低温胁迫相比,外源NO处理后低温胁迫和CO2激光处理后低温胁迫都显著降低了H2O2和O2?浓度,提高了SOD、CAT、POD、APX、NOS活性,NO和蛋白质含量,促进幼苗生长发育。外源NO处理后再进行CO2激光辐射,虽然可以降低低温胁迫下幼苗H2O2和O2?浓度,提高SOD、CAT、POD、APX、NOS活性及NO和蛋白质浓度,促进幼苗生长发育,但其保护效应明显低于外源NO处理后低温胁迫和CO2激光处理后低温胁迫的效果。上述结果说明,NO对低温胁迫的防护效应优于NO和CO2激光复合处理。因此,建议在农业生产中单独采用NO处理或者CO2激光处理,可以促进农作物对低温胁迫的抗性。     

全生育期UV-B辐射增强对棉花生长及光合作用的影响

植物光合系统是UV-B辐射最初和最重要的作用靶标。本文在大田条件下进行紫外灯照射处理,研究全生育期UV-B辐射增强(高于环境20%和40%)对棉花形态、干物质积累、光合色素和产量的影响,并通过分析棉花主茎功能叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,探讨UV-B辐射增强影响棉花光合作用的机制。结果表明,UV-B辐射增强抑制了棉花生长和干物质积累,籽棉产量显著降低,且UV-B辐射越强,抑制作用越明显。随UV-B辐射的增强,棉花主茎功能叶的净光合速率(P_n)在各生育期均显著降低,叶绿素含量呈先升高后降低趋势,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)未发生变化,胞间CO_2浓度(Ci)反而升高,说明P_n下降主要由非气孔限制因素造成。对叶绿素荧光参数的分析表明,PSⅡ的最大光化学量子产率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(ΦPSII)、线性电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)随着UV-B辐射的增强而降低,非光化学猝灭系数(NPQ)则显著升高,且各叶绿素荧光参数与Pn变化均显著相关;慢速弛豫NPQ(NPQS)及其在NPQ中的比例均随UV-B辐射的增强而显著提高,表明PSⅡ反应中心受损,光化学效率降低。以上结果证明,全生育期UV-B辐射增强降低了棉花的光合叶面积、叶绿素含量和净光合速率,引起棉花生长与物质积累受抑,产量降低。UV-B辐射增强引起的光合速率下降与PSⅡ反应中心遭到破坏密切相关。     

外源NO对镉胁迫下长春花质膜过氧化ATP酶活性及光合特性的影响

为了解镉胁迫下外源NO对地被植物生理响应的调控机制,采用盆栽试验研究了外源NO（SNP）对镉胁迫下长春花幼苗生长、活性氧代谢、质膜ATP酶活性及光合特性的影响。结果表明,外施100μmol·L^-1SNP能缓解25mg·kg一镉胁迫对长春花幼苗生长的抑制,增加叶长、叶宽、株高、基径和生物量。与镉胁迫相比,施用SNP能够降低叶片和根系中丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量和过氧根离子自由基（O2^-·）产生速率,提高过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性及还原型谷胱甘肽（GSH）含量。SNP能显著缓解镉胁迫对叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和总叶绿素的抑制,提高叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和气孔限制值（Ls）,降低胞间CO2浓度（G）和瞬时光能利用效率（LUE）。同时,外源NO能诱导叶片和根系中质膜H＋-ATPase和Ca2＋-ATPase活性提升到正常水平（对照）。但外施100μmol·L-1 NO分解产物NaNOx或SNP相似物Na3Fe（CN）6对镉胁迫则无明显缓解作用。因此,外源NO可通过提高活性氧清除能力,增加叶绿素含量,增强质膜ATP酶活性,从而提高叶肉细胞光合能力,加强离子跨膜运输和信号转导,缓解镉胁迫对细胞质膜的损伤。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗光合作用和离子含量的影响

在100.mmol/L.NaCl胁迫下,研究了外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)处理对番茄幼苗光合作用和离子含量的影响。结果表明,外源一氧化氮能使在NaCl胁迫下的番茄幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素荧光参数Fv/Fo和Fv/Fm显著提高,胞间CO2浓度(Ci)明显下降;番茄幼苗根系、叶片中K+、Ca2+和Mg2+含量均显著提高,Na+含量明显降低。表明外源一氧化氮可以减轻盐胁迫对番茄幼苗叶片光合功能的不利影响,缓解NaCl胁迫对番茄幼苗的抑制作用。     

外源NO对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和抗氧化系统的影响

本研究以黄瓜为试材,采用营养液水培,研究了外源NO对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和抗氧化酶系的影响.结果显示,在70mmol·L-1的Ca(NO3)2胁迫下,植株生长受到抑制,干重和叶绿素含量显著下降,叶片和根系抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性均升高,膜脂过氧化产物MDA及可溶性 蛋白含量增加.而叶面喷施NO供体SNP显著缓解了Ca(NO3)2胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,植株干重显著增加.同时,抗氧化酶活性、可溶性蛋白和叶绿素含量也有不同程度的上升,MDA含量显著下降.以上表明,NO能够增强黄瓜幼苗对Ca(NO3)2胁迫的耐性.喷施SNP对正常营养液培养的黄瓜幼苗无显著影响.     

La(Ⅲ)对UV-B辐射胁迫下大豆叶绿素合成与降解影响的机理

采用水培实验方法研究了稀土元素La(Ⅲ)对紫外辐射(UV-B:0.15Wm-2,0.45Wm-2)胁迫下大豆(Glycine max)幼苗的δ-氨基乙酰丙酸(ALA)、胆色素原(PBG)、原叶绿素(酸)(Pchl)、原卟啉IX(Proto-IX)、镁原卟啉(Mg-Proto)等5种叶绿素(Chl)合成中间产物含量及Chl降解关键酶-叶绿素酶(Chlase)活性的影响,从叶绿素的生物合成及降解角度诠释La(Ⅲ)对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗叶绿素含量影响的机理。实验结果表明:La(Ⅲ)具有提高叶绿素生物合成中间产物——ALA(δ-氨基乙酰丙酸)、PBG(胆色素原)、Proto-IX(原卟啉IX)、Mg-Proto(镁原卟啉)含量的作用,促进Pchl(原叶绿素)转化为叶绿素,进而缓解UV-B辐射胁迫下中间产物PBG、Proto-IX和Mg-Proto的形成,使叶绿素的生物合成受阻,受阻位点为ALA→PBG。     

NO对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响

以4℃模拟低温胁迫状况,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对低温胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,低温胁迫下,玉米种子萌发和幼苗生长受到抑制,叶片丙二醛（MDA）含量和相对电导率显著上升,叶片相对含水量、脯氨酸含量和叶绿素含量显著降低。不同浓度的SNP均能显著提高低温胁迫下玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数;促进低温胁迫下玉米幼苗的生长;抑制低温胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,增加相对含水量、脯氨酸含量和叶绿素含量。表明外源NO可缓解低温胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长的抑制作用,缓解低温胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤,提高植物抗低温胁迫的能力。在SNP不同的使用浓度中,以100μmol·L-1SNP对低温胁迫的缓解效果最佳,当SNP浓度过低和过高时均达不到理想的效果。     

UV-B对烟草生长发育及次生代谢的影响

通过模拟UV-B辐射,探索不同紫外辐射强度、辐射方式对烟草幼苗生长发育,光合生理、色素及多酚,糖类、烟碱等代谢产物的影响,以期探讨烤烟品质形成的生态机理.结果表明:UV-B辐射可使烟苗矮化变粗,叶面积缩小,光合效率下降,但可恢复;UV-B处理叶绿素、糖、烟碱含量下降幅度与辐射强度正相关,但微量UV-B有利于成苗叶绿素含量提高;UV-B辐射可使与植物抗逆性有关的多酚含量得到显著提高,与处理时间、强度正相关;适宜强度的UV-B预处理可使烤烟叶绿素、总类胡萝卜素和总糖含量提高.     

氯对白菜幼苗的生长及养分吸收的影响

采用土培实验,研究了外源氯（CK,低氯,中氯,高氯）对大白菜 [Brassica campestris L. ssp. Pekinesis (Lour)Olsson]幼苗叶绿素含量、根系活力以及对N、P、K养分吸收、累积的影响。结果表明:低浓度氯处理对大白菜幼苗没有明显的影响。中氯和高氯处理,都显著降低了白菜幼苗生物量、叶绿素含量和根系活力。随着氯浓度的升高,白菜幼苗叶片和根Cl-含量显著升高,中氯处理Cl-累积量最高,过量的氯降低了N、P、K养分在白菜幼苗体内的累积。氯胁迫抑制作物根系活力和光合作用从而减少主动养分的有效供应是造成生物量降低的主要原因。     

平邑甜茶幼苗生长过程中精氨酸和一氧化氮水平的变化

研究了平邑甜茶幼苗生长过程中根、茎、叶和子叶精氨酸、精氨酸酶、一氧化氮（NO）、一氧化氮合酶（NOS）水平的变化及其与幼苗生长发育的关系。结果表明,精氨酸含量和精氨酸酶活性子叶中最高,且随幼苗生长发育逐渐下降,其次为叶片和茎,根中最低。幼苗生长第5 d的子叶中NO含量及NOS活性均最高,此后迅速下降至较低水平。除子叶外,NO含量和NOS活性在茎中较高,生长第11 d均达到最高,与茎的快速生长相适应;叶片居中,在第17 d达到高峰,与叶片的快速生长有关;根中最低,在第8 d达到最高,与主根的快速生长相对应。这些结果表明,NO在快速生长的器官中含量高,可能与平邑甜茶幼苗各器官的生长发育有关;而子叶中的精氨酸可能是平邑甜茶幼苗早期生长主要的氮素贮藏营养物质之一。     

酸雨与镉对大豆幼苗光合作用复合影响的模拟试验

采用生化分析方法、叶绿素荧光测定系统及透射电镜技术,测定不同强度酸雨与镉胁迫对大豆幼苗叶绿素含量、Hill反应速率、Mg2＋-ATPase活性、荧光参数及叶绿体结构的复合影响。结果表明,与对照相比,单一酸雨和镉作用下,各指标随胁迫强度变化趋势为叶绿素含量（Hill反应速率和Mg^2＋-ATPase活性）降低,初始荧光＂先降后增＂,最大光化学效率和最大量子产量＂先增后降＂。酸雨与镉复合作用下,叶绿素含量的变化表现为上述单一作用的相加效应,Hill反应速率、Mg^2＋-ATPase活性变化为单一作用的协同效应,荧光参数对酸雨与低（高）含量镉复合作用的响应表现为单一作用的拮抗效应（协同效应）。酸雨与镉复合作用下,叶绿体超微结构受到损伤。结合各指标变化进一步得出,叶绿体结构损伤是酸雨和镉对大豆幼苗叶绿素含量及光合光反应,乃至光合作用受抑的内在原因之一。     

硝普钠对黄瓜幼苗缺镁和硝酸盐胁迫的缓解效应

【目的】设施栽培中土壤次生盐渍化严重,导致植株出现缺镁失绿症状。通过研究硝酸盐胁迫下外源NO供体(硝普钠,SNP)对缺镁黄瓜幼苗生长的影响,探究硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫缓解效应,为解决设施生产中黄瓜幼苗的缺镁失绿症状提供理论指导。【方法】采用水培的方式培养黄瓜幼苗,幼苗长至三叶一心时进行处理。营养液采用山崎配方,镁离子浓度设两个水平为2 mmol/L(正常浓度)和1 mmol/L(缺镁胁迫);硝酸盐浓度设两个水平为14 mmol/L(正常浓度)和140 mmol/L(硝酸盐胁迫);硝酸盐和镁正常浓度为对照。用0.1mmol/L SNP分别缓解缺镁胁迫、硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫,用0.1 mmol/L SF(铁氰化钠)处理,观察SNP反应产物的影响;NO-3由Ca(NO3)2·4H2O和KNO3提供,各占1/2,p H由H2SO4调节,保持在5.5 6.5。【结果】1)缺镁胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。缺镁处理的黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性与正常处理的黄瓜幼苗相比明显降低。2)硝酸盐胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量、黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。3)缺镁和硝酸盐双重胁迫下,黄瓜幼苗的相关生长指标和抗逆指标较正常处理的黄瓜幼苗降低或增大更为显著。4)缺镁胁迫,硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫下,外施0.1 mmol/L SNP处理的黄瓜幼苗,株高和叶面积增加值、干物质增长量、幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性较未添加SNP处理的黄瓜幼苗显著提高,电解质渗漏率和丙二醛含量则明显降低。外施0.1 mmol/L SF则没有表现出明显的作用。【结论】硝酸盐胁迫下缺镁黄瓜幼苗生长受到明显抑制,出现失绿症状,通过添加0.1 mmol/L SNP,黄瓜幼苗的生长抑制得到明显缓解,说明在硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫有显著缓解作用,增强黄瓜幼苗的耐盐性和对镁的吸收能力。     

Ce(Ш)对UV-B辐射下大豆幼苗水分代谢影响的机理

为探讨稀土对UV-B辐射胁迫下植物水分代谢的影响,采用水培法研究Ce(Ш)对紫外辐射(UV-B,280～320 nm)胁迫下大豆(Glycine max)幼苗叶片气孔密度、气孔导度(Gs)、脱落酸(ABA)含量、过氧化氢(H2O2)含量、过氧化氢酶(CAT)活性的影响.结果表明:20 mg·L-1 CeCl3处理显著增加了大豆幼苗叶片背面近轴气孔密度,高剂量UV-B(0.45 W·m-2)处理降低了气孔密度,与CK达显著差异;Ce(Ш)+UV-B处理减轻了UV-B胁迫引起的气孔密度下降.动态曲线显示,较之CK,20 mg·L-1 CeCl3提高了大豆幼苗的Gs,UV-B辐射使Gs下降,Ce(Ш)+UV-B处理下Gs的下降趋势得到缓解,且最终达到较好的恢复效果.与CK相比,UV-B辐射导致ABA、H2O2积累,CAT活性提高,Ce(Ш)处理降低了UV-B辐射造成的ABA和H2O2的积累,提高了CAT活性.结果表明,Ce(Ш)处理减轻了UV-B辐射对大豆幼苗水分代谢的胁迫伤害.     

Ce（Ⅲ）对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗N、P含量的影响

在温室模拟UV-B胁迫下,采用水培法研究稀土Ce(Ⅲ)对大豆(Glycine max)幼苗N、P吸收以及N代谢相关酶活性的影响.结果显示:UV-B辐射胁迫下,大豆幼苗叶片硝酸还原酶 (Nitrate reductase,NR)活性、硝态氮含量、磷含量较对照组均有显著下降,说明UV-B辐射严重抑制NR活性、使叶片内硝态氮(NO-3)和磷含量减少,而且高强度、长时间辐射时的抑制作用更大;而适宜浓度CeCl3(20mg*L-1)处理能提高叶片中NO-3和磷含量,缓解T1、T2胁迫下NO-3和磷含量的减少.     

氯胁迫对大白菜幼苗叶绿素含量及光合作用的影响

采用土培实验,研究了氯胁迫(0,0.1,0.15,0.2 mol.L-1)对大白菜幼苗生长以及光合作用的影响。结果表明,较低浓度氯处理(0.1 mol.L-1)对大白菜幼苗叶绿素含量和光合作用没有明显影响。高氯(0.2 mol.L-1)胁迫处理,显著降低了白菜幼苗鲜重、干物质重、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和叶绿素总量(Chla Chlb),提高了胞间CO2(Ci)浓度,说明非气孔限制可能是促进Pn降低的主要原因。     

硅对干旱胁迫下四棱豆幼苗生物量和生理特性的影响

采用营养液培养的方式,用PEG 6000(聚乙二醇6000,渗透势约为-0.315MPa)模拟干旱胁迫,研究了硅对干旱胁迫下四棱豆幼苗生物量和生理特性的影响。结果表明,与对照相比,干旱胁迫抑制了四棱豆幼苗生物量的积累,施用不同浓度的硅能有效缓解干旱胁迫对四棱豆幼苗生物量积累的抑制;与单独PEG 6000处理相比,模拟干旱胁迫下施硅处理提高了叶绿素含量、根系活力以及POD、CAD、SOD活性,降低了细胞膜透性、H2O2、脯氨酸和丙二醛含量以及脂氧合酶活性,降低了膜脂过氧化作用,缓解了干旱胁迫对细胞膜的伤害,增强了四棱豆幼苗的耐旱性,且1~1.5mmol/L的硅处理效果优于2mmol/L硅处理。     

不同浓度外源-氧化氮对盐胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

为探讨添加不同浓度外源一氧化氮(Nitric oxide,NO)对小麦盐害的缓解作用,确定最适添加浓度,本研究以山农22号为供试小麦品种,以硝普钠(Sodium-nitroprusside,SNP)为外源NO供体,采用液培方式,研究不同浓度SNP(0、25、50、100、150、200μmol L-1)对100 mmol L~(-1)NaCl胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,100 mmol L~(-1)NaCl显著抑制了小麦幼苗的生长,添加不同浓度SNP均能缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,提高小麦幼苗体内抗坏血酸(Ascorbic acid,As A)含量和亚细胞各组分中超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性,减少丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_2O_2)的积累,减轻膜脂过氧化毒害;促进脯氨酸的合成与积累,降低电解质渗透率;抑制小麦对Na的吸收,增加对其它必需矿质养分的吸收;提高小麦幼苗叶片的叶绿素含量,促进光合作用;增加小麦幼苗的干鲜重,促进小麦生长。不同浓度SNP对小麦幼苗盐胁迫的缓解作用随SNP浓度的增加先升高后降低,以100μmol L~(-1)SNP对小麦幼苗盐胁迫的缓解作用最为明显。