外源谷胱甘肽对自毒作用下嫁接黄瓜及砧穗幼苗叶片抗氧化系统的影响

为探索外源还原型谷胱甘肽(GSH)对自毒作用下嫁接黄瓜的保护作用及机理,本研究以200g·L-1连作嫁接黄瓜根际土壤浸提液灌根模拟自毒胁迫(CK2),分别以浓度为0、100、200 mg·L-1GSH对幼苗进行叶片喷施和灌根处理,在处理第4、第8、第12、第16天测定嫁接黄瓜、黄瓜、南瓜幼苗生物量、叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性以及GSH、抗坏血酸(As A)、丙二醛(MDA)含量。结果表明,自毒胁迫下,嫁接黄瓜、黄瓜和南瓜幼苗壮苗指数、叶片SOD、POD、APX、CAT活性降低,As A、GSH含量下降,MDA含量升高。表明连作嫁接黄瓜土壤浸提液能够对3种植物幼苗产生自毒作用。3种植物幼苗T1、T2、T3处理和嫁接黄瓜、南瓜幼苗T4处理的壮苗指数,叶片SOD、POD、APX、CAT活性和GSH、As A含量均显著增加,MDA含量均显著降低。黄瓜幼苗T4处理的壮苗指数,叶片SOD、POD、APX、CAT活性和GSH、As A含量呈下降趋势,MDA含量呈上升趋势。表明施加适宜浓度GSH可以提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量,减轻活性氧对膜脂造成的伤害,从而提高幼苗素质。综上,嫁接黄瓜和南瓜幼苗的T4处理,黄瓜幼苗的T2处理缓解自毒作用效果较为明显。本研究结果为防治嫁接黄瓜连作障碍提供了理论依据。     

外源多胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系活性氧及保护酶活性变化的影响

用亚精胺(Spd)处理了低氧胁迫下的黄瓜幼苗,并对根系中的活性氧及保护酶进行了检测。结果表明,低氧处理后黄瓜幼苗根系的脂质过氧化产物丙二醛(M DA)含量显著升高,活性氧生成速率含量和保护酶活性,都有一个先升后降的过程;Spd处理后,低氧胁迫下的黄瓜幼苗根系中的M DA、活性氧含量显著下降,过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)都保持较高的活性,而过氧化氢酶(CAT)活性较弱。超氧阴离子(O2-)生成速率的变化与SOD活性的变化有一定的相关性,H2O2的含量变化与过氧化物酶(POD)有一定的相关性。     

控释氮肥对杂交水稻生育后期根系形态生理特征和衰老的影响

采用微区和小区试验的方法,研究了控释氮肥对杂交水稻生育后期根系形态生理特征及对根系衰老过程中膜脂过氧化产物和活性氧清除酶活性的影响。研究表明,施用控释氮肥,明显地增加杂交水稻生育后期的根干重、根长和根长密度,而根半径减小;提高根系活力和吸收面积,使杂交水稻生育后期根系中MDA含量降低和SOD、POD和CAT的活性提高。控释氮肥中,氮的逐渐释放,可减少具有强烈伤害的活性氧产物速率及其累积数量,提高活性氧清除酶的活性,在很大程度上延缓了杂交水稻生育后期根系的衰老和吸氮能力的衰退。     

钙对大豆幼苗镍毒害的缓解效应及对抗氧化酶活性的影响

采用盆栽方法,研究了镍毒害条件下外源钙对大豆镍毒害的缓解效应以及对其叶片组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响,以探讨钙缓解植物镍毒性的生理机制.研究结果表明:Ni2+60 mg/kg添加量对大豆幼苗生长表现出明显的抑制作用,但是当加入不同钙量后,大豆的镍毒害症状得到不同程度的缓解,Ca2+ 200 mg/kg处理的缓解作用好于Ca2+ 100 mg/kg.与不施镍处理相比,单施Ni2 60 mg/kg处理的大豆叶片组织SOD、CAT和APX活性明显下降,而POD活性明显上升.当配施Ca2以后,大豆叶片组织中SOD、CAT、POD和APX活性明显提高,且Ca2+ 200 mg/kg处理的上升程度比Ca2+ 100 mg/kg处理的大.因此,Ca2+是通过提高叶片组织抗氧化酶活性,增强活性氧清除能力,而使大豆的镍中毒症状得到缓解,这是Ca2+减轻大豆镍毒害的生理机制之一.     

钙对盐胁迫下水稻幼苗抗氧化酶活性和膜脂过氧化作用的影响

研究了外源Ca2 对盐胁迫下耐盐性不同的两个水稻品种(武育粳3号和IR36)几种抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响。结果表明:适量的Ca2 供应能有效提高水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性,使之维持在较高的水平上,并降低了丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性。此外,外源Ca2 还增加了抗坏血酸(AsA)的含量,增强了水稻幼苗的根系活力。这表明适量的外源Ca2 供应提高水稻耐盐性的原因之一,在于其增强了植株的活性氧清除能力以及对细胞膜的稳定作用。     

外源多胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系活性氧及保护酶活性变化的影响

用亚精胺(Spd)处理了低氧胁迫下的黄瓜幼苗，并对根系中的活性氧及保护酶进行了检测。结果表明，低氧处理后黄瓜幼苗根系的脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著升高，活性氧生成速率含量和保护酶活性，都有一个先升后降的过程；Spd处理后，低氧胁迫下的黄瓜幼苗根系中的MDA、活性氧含量显著下降，过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)都保持较高的活性，而过氧化氢酶(CAT)活性较弱。超氧阴离子(O^-₂)生成速率的变化与SOD活性的变化有一定的相关性，H₂O₂的含量变化与过氧化物酶(POD)有一定的相关性。     

在铝胁迫下黑麦根系分泌的柠檬酸和苹果酸的解毒机制的研究

在我国普遍种植的黑麦(冬牧70),在铝胁迫下其根系能分泌柠檬酸-苹果酸复合有机酸。为了揭示在铝胁迫下黑麦根系分泌的复合有机酸(柠檬酸-苹果酸)的解毒机理,研究了上述复合有机酸对铝胁迫下小麦幼根细胞膜透性、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、H -ATPase活性和根伸长的影响。结果显示,复合有机酸使小麦幼根电解质渗漏率下降,根尖过氧化物酶、过氧化氢酶、H -ATPase活性提高,幼根伸长量增加,并且复合有机酸的效果随其浓度(25~200μm ol/L)的增加而增强。在50或100μm ol/L苹果酸的基础上,柠檬酸与苹果酸比值(C¨M)从1¨2增加到1¨1,复合有机酸的解毒效果更显著;而在相同柠檬酸浓度下,苹果酸浓度增加一倍对小麦铝毒害无显著影响。可以推断,在铝胁迫环境下,黑麦根系分泌的柠檬酸-苹果酸复合有机酸可以维持细胞膜结构的完整性,减轻自由基伤害和铝对根生长的毒害,并且复合有机酸中柠檬酸的作用强于苹果酸。铝胁迫下根系分泌复合有机酸是黑麦抵御铝毒害的有效机制。     

钙和NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

采用营养液培养的方法,研究了Ca2+对外源一氧化氮(Nitric oxide,NO)所诱导的NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢的影响。结果表明,添加外源NO或Ca2+显著缓解了NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,叶片和根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性较单独NaCl胁迫处理显著提高,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)的含量、超氧阴离子(O.-2)产生速率明显下降;添加NO的同时添加Ca2+通道抑制剂La3+抑制了NO的这些调节作用。结果表明Ca2+对NO诱导的NaCl胁迫下黄瓜幼苗植株活性氧清除能力的提高起重要作用,NO的作用可能依赖于胞浆Ca2+。     

碱胁迫下H_2S参与活性氧代谢和水稻幼苗生长的调控

硫化氢(H_2S)是近年来确认的植物内源信号分子,参与植物对多种逆境的响应过程,但其是否参与植物对碱胁迫的响应过程,目前尚未见报道。为探究硫化氢(H_2S)在植物碱胁迫应答中的作用,以水稻品种日本晴(Oryza sativa japonica cv.Nipponbare)为材料,检测了碱胁迫条件下水稻幼苗H_2S含量及其合成酶活性和基因表达的变化,测定了H_2S清除剂对碱胁迫下水稻幼苗生长、抗氧化酶活性及基因表达的影响。结果表明,pH8强碱胁迫抑制水稻幼苗生长;同时引起水稻幼苗H_2S含量及其合成酶L/D-半胱氨酸脱巯基酶(L/D-cysteine desulphydrase,L/D-CDes)活性和基因表达量显著升高;且H_2S清除剂次牛磺酸(hypotaurine,HT)处理能够降低碱胁迫下水稻幼苗叶片活性氧的积累;提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性及其基因表达量,缓解碱胁迫对根长和幼苗生长的抑制作用。由此说明,H_2S参与水稻碱胁迫响应过程,强碱胁迫下水稻能够由H_2S介导活性氧产生进而调控水稻的生长。该研究结果为植物耐碱胁迫机制的深入研究提供重要理论基础。     

柠檬酸浸种引发对低磷胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

本试验以‘中杂9号’番茄为试材,采用砂培法,设置对照(0.66 mmol·L~(–1))、轻度缺磷(0.44 mmol·L–1)、重度缺磷(0.22 mmol·L–1)和无磷(0mmol·L–1)4个磷浓度,研究了柠檬酸(7.5mmol·L~(–1))浸种对低磷胁迫下番茄种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响,旨在阐明柠檬酸浸种缓解番茄低磷胁迫的生理机制。结果表明:与蒸馏水浸种相比,不同浓度柠檬酸浸种引发显著提高了番茄发芽率、发芽势、发芽指数,最佳浓度为7.5 mmol·L–1。与对照相比,低磷胁迫下番茄幼苗生长受到严重抑制,丙二醛(MDA)、活性氧(O_2~(·-)、H_2O_2)含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著减低;可溶性蛋白、可溶性糖及甜菜碱含量显著升高,渗透势降低;而柠檬酸浸种引发明显促进了番茄幼苗的生长,增加了生物量的积累;提高了番茄中抗氧化酶活性,降低了MDA和活性氧的积累,减轻了番茄幼苗的氧化胁迫;显著提高了有机酸、可溶性糖等的含量,缓解了渗透势的下降;显著提高了番茄幼苗中的磷含量,缓解了植株的低磷胁迫症状。综上所述,柠檬酸浸种引发通过缓解低磷胁迫对番茄造成的氧化损伤,提高磷素吸收,维持正常生长代谢,从而增强番茄幼苗对低磷胁迫的抵抗能力。     

铝胁迫下外源抗坏血酸对水稻幼苗抗氧化性能的影响

为探讨外源抗坏血酸(AsA)对铝胁迫下水稻抗氧化损伤的效应,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对不同铝浓度(0、50、100、200、400 μmol·L^-1)胁迫下水稻根尖H₂O₂含量及抗氧化酶活性等生理生化指标的影响。结果表明,水稻根尖氧化损伤程度随铝浓度的递增而加剧,与对照相比,400 μmol·L^-1铝胁迫可导致水稻根尖H₂O₂和MDA含量增加1.53和3.16倍,脯氨酸含量、SOD、POD、APX和CAT活性分别增加1.73、1.39、1.42、1.76和1.56倍,内源AsA含量减少0.53倍;而施用外源AsA处理的根尖H₂O₂和MDA含量只增加1.04和2.69倍,内源AsA含量减少0.46倍,脯氨酸含量增加1.96倍,SOD、POD、APX和CAT活性分别增加1.48、1.63、1.90和1.89倍。综上所述,外源AsA可通过增强渗透调节物质含量来维护质膜结构的完整性,增强抗氧化酶活性和内源AsA含量,降低根尖H₂O₂的积累和质膜过氧化程度,促进水稻在铝胁迫条件下的生长。本研究结果为进一步探索外源AsA缓解水稻铝毒的机理提供了一定的理论依据。     

酸铝胁迫对栝楼根系生长及铝积累的影响

针对南方酸性红壤对作物的生长造成的不利影响,采用水培方式,研究酸铝环境0、100、300、500、1000μmol·L-1Al3＋pH4.5,处理7d对长兴栝楼根系生长及铝积累的影响。测定指标包括根系活力、质膜透性、抗氧化酶类活性（过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX、愈创木酚过氧化物酶GPX、超氧化物歧化酶SOD）及其同工酶、过氧化氢（H2O2）含量、根尖铝含量的影响。结果表明：随着铝处理浓度升高,根系活力增大,根系质膜透性无显著变化;POD、CAT、APX酶活升高,GPX和SOD活性降低,多种抗氧化酶都有多条同工酶谱带出现;根尖相对铝含量升高,桑色素染色情况显示,荧光梯度与铝含量测定结果一致,并观察到根尖以上根毛处细胞凸起较之平整排列的根细胞更容易积累铝。栝楼对南方酸性红壤具有较强的适应能力,其体内抗氧化酶系统及根尖吸收、积累铝的机制对缓解铝毒害起着重要作用。     

外源脱落酸对铝胁迫下栝楼叶绿素荧光及生理活性的影响

通过比较不同栝楼品种的耐铝性差异,确定最佳缓解浓度,选取耐铝性有差异的保定栝楼和浦阳栝楼为试验材料,设置6组不同浓度的Al~(3+)和脱落酸,研究Al~(3+)和脱落酸的互作对2个栝楼品种植株的根长、叶绿素荧光特性、根系活力、MDA含量、抗氧化酶活性和抗氧化剂的含量。结果表明:(1)保定栝楼和浦阳栝楼在铝胁迫和外源脱落酸的作用下,各指标体现出相似的变化趋势,但是变化程度和敏感性显露出了一定的区别,保定栝楼具有更强的耐铝能力。(2)铝胁迫使得2个品种栝楼的根长、根系活力、叶绿素荧光参数中的F_v/F_m、F_m和ETR、抗氧化酶SOD、POD、CAT以及抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统中AsA、GSH含量都有所抑制,而F_0、MDA和DAsA上升。(3)外源脱落酸加入后,2个品种的抗氧化酶以及AsA、GSH均显现了先上升后下降的趋势,MDA持续降低,F_0和DAsA呈现出由降而升的趋势,其中5mg/L的外源脱落酸使栝楼的根长、根系活力、F_v/F_m、F_m、ETR、SOD、POD、CAT以及AsA、GSH上升到峰值,MDA下降,F_0和DAsA降到谷值。(4)经过隶属函数和耐铝系数的分析,2个品种都能得出相同的结果,铝胁迫下各浓度外源脱落酸对2个品种的缓解程度为5 mg/L7.5 mg/L2.5 mg/L0mg/L10mg/L。保定栝楼的耐铝能力强于浦阳栝楼,低浓度的外源脱落酸可以缓解铝胁迫,5 mg/L浓度的外源脱落酸缓解铝胁迫效果最佳,在生产实际中要选择耐铝性较强的栝楼进行栽培,并辅以适当浓度的外源脱落酸。     

葛根素对小白菜镉损伤的保护作用研究

为探究葛根素(PUE)对小白菜镉(Cd)损伤的保护效果,采取外源添加不同葛根素处理,将小白菜植株随机分为7组,即对照组(CK)、PUE30组(葛根素30μmol·L^-1)、Cd4组(镉4 mg·L^-1)、Cd与PUE共处理组(4+15、4+30、4+45、4+60)。处理30 d后,观察小白菜植株生长状况、测定Cd富集量及抗胁迫生理活性物质,包括叶绿素、抗氧化酶(SOD、APX、CAT、POD)活性及过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)Vc、可溶性蛋白含量,并用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测抗氧化酶基因(SOD、POD、APX及CAT)表达量。结果表明,与CK组相比,Cd4组小白菜根中Cd含量、H₂O₂和MDA含量显著升高,而地下部鲜重、地上部鲜重、抗氧化酶(SOD、POD和APX)活性和叶绿素含量整体显著降低(P<0.05)。与Cd4组相比,Cd+PUE共处理组小白菜氧化损伤程度减轻,H₂O₂     

干旱胁迫下H2S对板栗幼苗根系抗氧化特性及呼吸相关酶活性的影响

为探究干旱胁迫下H₂S对板栗幼苗根系特性的影响,以黄棚板栗幼苗为试验材料,通过PEG模拟干旱并进行H₂S供体硫氢化钠(NaHS)和清除剂次牛磺酸(HT)处理,分析板栗幼苗根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)、H₂O₂等抗氧化物质含量,检测苹果酸脱氢酶(MDH)、磷酸果糖激酶(PFK)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)等呼吸代谢相关酶活性。结果表明,0.5 mmol·L^-1 NaHS+15% PEG协同处理24 h后,与15% PEG处理相比,根系SOD、POD、CAT、APX活性分别提高19.64%、24.67%、56.91%、16.29%,根系脯氨酸含量增加15.25%,根系MDA和H₂O₂含量分别降低26.52%和20.86%,MDH、PFK和G-6-PDH活性分别提高27.28%、23.14%和15.36%;而添加H₂S清除剂HT则逆转了上述变化,说明适宜浓度的NaHS能够减轻干旱胁迫对板栗根系膜脂过氧化伤害和对呼吸代谢的抑制,从而有利于提高板栗幼苗对干旱逆境的适应能力。本研究结果为进一步探索H₂S缓解板栗树干旱胁迫的机理提供了理论依据。     

乳酸菌胞外多糖对逆境胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为探究乳酸菌胞外多糖浸种对酸、盐胁迫条件下水稻生长发育的影响,采用室内恒温培养试验,研究不同浓度乳酸菌胞外多糖对水稻种子萌发及相关生理代谢指标的影响。结果表明,采用不同浓度胞外多糖浸种可以显著提高逆境胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率及发芽指数,促进水稻根系生长,随着胞外多糖浓度的升高,对水稻种子萌发的促进作用呈先升高后降低趋势;胞外多糖浓度为200 mg·L^-1时,缓解逆境胁迫伤害效果最为显著;pH值为3.0的酸胁迫下,与不添加胞外多糖相比,水稻种子的发芽势、发芽率及发芽指数分别提高了178.2%、38.7%和114.4%;7 mg·mL^-1NaCl胁迫下,发芽势、发芽率、发芽指数分别提高了152.9%、73.8%、103.0%,且差异均达显著水平(P<0.05);胞外多糖浸种可显著降低各胁迫下水稻幼芽丙二醛(MDA)含量,不同程度地提高过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性,同时胞外多糖对经过逆境胁迫的水稻种子播种后生长的幼苗也具有一定的促进作用,可缓解逆境胁迫对水稻造成的毒害。本研究为微生物源物增强作物抗逆性研究提供了理论依据。     

Effects of saline and alkaline stresses on the germination, growth, photosynthesis, ionic balance and anti-oxidant system in an alkali-tolerant leguminous forage Lathyrus quinquenervius

We compared the effects of saline stress (9:1 molar ratio of NaCl : Na₂SO₄, pH 6.44–6.65) and alkaline stress (9:1 molar ratio of NaHCO₃ : Na₂CO₃, pH 8.71–8.89) on the germination, growth, photosynthesis, ionic balance and activity of anti-oxidant enzymes of Lathyrus quinquenervius to elucidate the physiological adaptive mechanism of plants to alkaline stress (high pH). The results showed that, at a low stress intensity, the effects of saline stress and alkaline stress on L. quinquenervius were similar. Compared with saline stress, high alkaline stress intensity clearly inhibited germination, growth, photosynthesis and root system activity, and led to a sharp increase in Na⁺ and an ion imbalance in the shoots, as well as enhanced H₂O₂ and malondialdehyde content, resulting in severe intracellular oxidative stress. The results indicated that the accumulation of organic acid was a central adaptive mechanism by which L. quinquenervius maintained intracellular ionic balance under alkaline stress. Lathyrus quinquenervius may enhance organic acid synthesis to remedy the shortage of negative charge resulting from the massive influx of Na⁺ and decreased inorganic anions. In addition, saline stress and low alkaline stress slightly enhanced the activities of superoxide dismutase (SOD) and ascorbate peroxidase (APX), but did not affect catalase (CAT) activity. However, strong alkaline stress significantly enhanced the activities of SOD and APX, and reduced CAT activity. We propose that enhancing the activities of SOD and APX may be a vital mechanism by which L. quinquenervius resists oxidative stress caused by alkaline stress.     

外源褪黑素处理对镉胁迫下水稻种子萌发的影响

为探讨外源褪黑素对Cd胁迫下植物生长发育的影响,采用室内培养实验研究外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发及相关生理指标的影响。结果表明：外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发具有一定的促进作用,褪黑素施用可提高水稻种子的发芽率和发芽势,促进水稻幼根和幼芽的生长,当Cd浓度为100μmol·L-1时,添加100μmol·L-1褪黑素使得水稻根系活力和总根长分别比对照处理提高15.2%和133.7%;外源褪黑素能显著降低Cd胁迫下水稻幼芽的MDA含量,提高水稻体内的POD、SOD和CAT的活性,当Cd浓度为100μmol·L-1时,添加10~1000μmol·L-1褪黑素会使水稻幼芽MDA含量比对照处理降低8.2%~16.0%,POD、SOD和CAT的活性分别比对照处理提高21.3%~45.5%、24.2%~32.2%和77.8%~145.8%。褪黑素可以有效地缓解Cd对水稻的毒害作用。