NaCl胁迫对甜高粱幼苗抗性酶活性的影响

【研究目的】研究了不同浓度盐胁迫下甜高粱幼苗的抗性酶的活性及MDA和可溶性蛋白的含量。【方法】甜高粱幼苗采用水培的方法,设了3个盐梯度,1个对照。【结果】随着NaCl胁迫的加剧（当NaCl浓度大于50 mmol•L-1时）甜高粱幼苗膜脂过氧化程度不断加大,膜系统受到破坏;膜保护酶（POD,SOD,CAT,APX）活性降低,200 mmol•L-1 NaCl处理的酶活下降最大,100 mmol•L-1 NaCl处理次之,使体内酶促和非酶促防御系统均遭到破坏,活性氧含量增加对幼苗产生毒害。其中,100 mmol•L-1 NaCl处理后膜脂过氧化程度较轻,膜系统受害程度也轻于200 mmol•L-1 NaCl处理。【结论】轻度盐胁迫（当NaCl浓度是50 mmol•L-1）时,由于抗性酶的作用,活性氧对膜系统没有产生破坏作用。随着盐浓度的增加,抗性酶的活性降低,活性氧的含量不断增加,膜系统受破坏程度也不断加大。     

盐胁迫条件下甜高梁幼苗的光合特性及光系统Ⅱ功能调节

通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明，50和100mmol L^-1的盐（NaO）处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小；200mmol L^-1 NaCl处理导致叶绿素含量和相对含水量明显下降、膜质过氧化程度增加。50mmol L^-1 NaCl处理未影响甜高粱幼苗的净光合速率；NaCl浓度大于50mmol L^-1时，净光合速率开始迅速降低；同时，气孔限制值（Ls）也减小；而且，光合能力的下降未能通过增加CO2浓度得以恢复。甜高粱幼苗的初始荧光（Fo）、最大荧光产量（Fm）和最大光化学效率（Fv/Fm）只在200mmol L^-1 NaCl处理时有较大程度的下降。此外，50mmol L^-1 NaCl胁迫也没有影响甜高粱幼苗的荧光猝灭动力学参数；当NaCl浓度大于50mmol L^-1时，光系统Ⅱ开放反应中心转化效率（Fv，F’m），光化学猝灭系数（qp）和光系统Ⅱ实际光化学效率（ΦPSⅡ）开始下降，而非光化学猝灭（NPQ）提高。因此认为，盐胁迫导致的碳同化能力的降低属于非气孔限制；碳同化能力的降低改变了甜高粱光系统Ⅱ的激发能利用和分配。100mmol L^-1盐胁迫条件下，甜高粱幼苗主要通过增加热耗散来消耗过多的激发能，而200mmol L^-1盐胁迫条件下通过减少光能吸收和增加热耗散来维持光能捕获和利用的平衡。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜高粱(Sorghum bicolor)幼苗的影响

为探究外源亚精胺(spermidine,Spd)对盐胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化的影响,以‘辽甜1号’甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.5 mmol/L,1.0 mmol/L,1.5 mmol/L)的Spd喷施处理165 mmol/L NaCl胁迫下的甜高粱幼苗,测定处理7 d和15 d后甜高粱幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及超氧化物歧化酶(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)活性等生理生化指标,测定处理15 d后甜高粱幼苗的株高、鲜重、干重及幼苗相对含水量。结果表明,盐胁迫显著抑制了甜高粱幼苗的生长及生理生化指标,喷施不同浓度Spd可提高盐胁迫下甜高粱幼苗叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr,降低Ci,提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量,降低MDA含量,提高SOD、POD、CAT和APX活性。说明在盐胁迫下外源喷施Spd能够增强甜高粱幼苗的光合作用,促进幼苗生长,同时增加渗透调节物质含量,提高抗氧化物酶活性以稳定细胞内环境,从而增强甜高粱幼苗的耐盐性,其中1.0 mmol/L的Spd处理效果最佳。本研究为利用外源Spd缓解植物盐胁迫伤害提供科学依据,为提高甜高粱幼苗的耐盐性提供一种新的手段。     

外源H_2S和H_2O_2对NaCl胁迫下加工番茄幼苗生理特性的影响

为探明外源H_2S和H_2O_2对NaCl胁迫下加工番茄幼苗的生理调节作用,以耐盐性弱的KT-32和耐盐性强的KT-7这2个加工番茄品系为材料,采用盆栽法,设置0.5,1.5,3.0 mmol/L 3个H_2O_2浓度水平,研究50μmol/L H_2S和H_2O_2共处理对250 mmol/L NaCl胁迫下加工番茄幼苗的生长、渗透调节、物质积累和活性氧代谢的影响。结果表明,外源H_2S和H_2O_2共处理缓解了NaCl胁迫对加工番茄幼苗生长的抑制作用,使加工番茄幼苗仍保持较强的光合色素含量、较高的相对含水量和根系活力,降低了电解质渗出率、MDA含量、H_2O_2含量和O2-·产生速率,增强了加工番茄幼苗叶片中抗氧化酶SOD、POD和CAT活性,其中在2个品系中,50μmol/L H_2S和1.5 mmol/L H_2O_2共处理时可溶性糖分别比单独50μmol/L H_2S处理提高了24.0%和29.4%,脯氨酸含量分别提高了25.8%和21.3%,缓解盐胁迫效果最为显著。综上,外源H_2S和H_2O_2之间存在着一定程度的协同作用,可以诱导增强NaCl胁迫下加工番茄幼苗植株渗透调节能力、提高清除活性氧的酶促系统的防御能力,从而减弱加工番茄细胞内活性氧自由基对质膜的伤害,进而提高加工番茄幼苗对盐胁迫的适应性。其结果可为探讨H_2S和H_2O_2这2种信号分子协同作用、缓解加工番茄幼苗盐胁迫的生理机制提供理论依据。     

盐胁迫条件下甜高粱幼苗的光合特性及光系统Ⅱ功能调节

通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明,50和100mmolL-1的盐(NaCl)处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小;200mmolL-1NaCl处理导致叶绿素含量和相对含水量明显下降、膜质过氧化程度增加。50mmolL-1NaCl处理未影响甜高粱幼苗的净光合速率;NaCl浓度大于50mmolL-1时,净光合速率开始迅速降低;同时,气孔限制值(Ls)也减小;而且,光合能力的下降未能通过增加CO2浓度得以恢复。甜高粱幼苗的初始荧光(Fo)、最大荧光产量(Fm)和最大光化学效率(Fv/Fm)只在200mmolL-1NaCl处理时有较大程度的下降。此外,50mmolL-1NaCl胁迫也没有影响甜高粱幼苗的荧光猝灭动力学参数;当NaCl浓度大于50mmolL-1时,光系统Ⅱ开放反应中心转化效率(F′v/F′m),光化学猝灭系数(qP)和光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)开始下降,而非光化学猝灭(NPQ)提高。因此认为,盐胁迫导致的碳同化能力的降低属于非气孔限制;碳同化能力的降低改变了甜高粱光系统Ⅱ的激发能利用和分配。100mmolL-1盐胁迫条件下,甜高粱幼苗主要通过增加热耗散来消耗过多的激发能,而200mmolL-1盐胁迫条件下通过减少光能吸收和增加热耗散来维持光能捕获和利用的平衡。     

孩儿拳种子萌发特性和抗氧化系统对盐胁迫的响应

用不同浓度的NaCl溶液对孩儿拳种子进行胁迫处理,探讨盐胁迫下孩儿拳种子萌发特性、保护酶和膜质过氧化吵度.结果表明:(1)低浓度盐胁迫(50mmol/L)下,种子总萌发率与对照差异不显著,幼根长度和幼苗鲜重却高于对照,随着盐胁迫的加重,种子萌发率、幼根长度和幼苗鲜重均呈下降趋势.盐浓度为200 mmol/L时,总萌发率仅为13.8%.(2)在盐胁迫浓度较低时,SOD酶活性显著高于对照,当盐胁迫浓度达到200 mmol/L时,SOD活性开始下降;CAT酶活性随着盐胁迫浓度的增加,变化趋势和SOD酶活性相似;POD酶活性随着盐胁迫的增加呈升高趋势,尤其在SOD酶活性开始下降时,POD酶活性仍在增加.(3)盐胁迫为50 mmol/L和100 mmol/时,其丙二醛含量与对照差异不显著,盐胁迫为200 mmol/L时,丙二醛含量最高,为对照的2.35倍.     

水杨酸对水分胁迫下草莓幼苗膜脂过氧化的影响

研究水杨酸在诱导植物抗旱性形成中的作用.以草莓幼苗为试材,采用不同浓度外施水杨酸预处理,测定水分胁迫下各处理草莓叶片膜脂过氧化相关指标,保护酶类活性和光合特性.水分胁迫下,未施水杨酸的草莓叶片活性氧出现一高一低2个峰值,第1个峰值之后保护酶类活性显著提高,膜脂过氧化指标维持较低水平;随着胁迫时间延长,活性氧再次小幅积累,膜脂过氧化程度随之加剧.适宜浓度水杨酸预处理可以促进水分胁迫下活性氧的早期积累,并有效激活保护酶活性,减轻膜脂过氧化损伤,叶片维持高光合活性;但高浓度水杨酸预处理会加剧膜脂过氧化损伤.水杨酸通过促进活性氧信号泵发,活化保护酶活性,减轻膜脂过氧化损伤来提高植物对水分胁迫的抗性.     

钙对盐胁迫下油用向日葵幼苗光合生理特性的影响

研究了CaCl2调控对盐胁迫条件下油葵幼苗耐盐性的影响,旨在提高油葵的抗盐性,扩大油葵的种植面积,为综合利用沿海滩涂提供理论依据.以杂交油葵G101(Helianthus annuus L.)为试验材料,采用砂培法培养油葵幼苗至四叶两心期,用不同浓度CaCl2(4,9,19,29 mmol/L)对NaCl(150 mmol/L)的盐胁迫进行调控,对照为1/5 Hoagland营养液和含150 mmol/L NaCl的1/5 Hoagland营养液.研究了钙对盐胁迫下幼苗油葵生长速率、净光合速率、SOD、CAT、POD活性和MDA含量影响.结果显示:150 mmol/L NaCl的盐胁迫下油葵幼苗生长速率明显降低.在5～30 mmol/L钙处理后,能促进盐胁迫下植物的生长,提高油葵幼苗生长速率,幼苗叶片的净光合速率也显著增加,尤其20 mmol/L钙处理后净光合速率高于CK.盐胁迫下10 mmol/L钙离子可明显提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,降低植株体内丙二醛(MDA)的含量.综合CaCl2调控对NaCl胁迫下的幼苗各项生理指标的情况,初步认为150 mmol/L NaCI胁迫下,10 mmol/L CaCl2可以有效调控油葵幼苗植株生长.     

盐胁迫对桉树(Eucalyptus)活性氧代谢和CAT基因表达的影响

桉树耐贫瘠,盐胁迫影响桉树的生长速率,严重时造成桉树枯萎死亡。本研究以‘广林9’三月龄组培苗为材料,分别用不同浓度NaCl溶液(0, 30 mmol/L, 60 mmol/L, 90 mmol/L, 120 mmol/L, 150 mmol/L)处理20天后,检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)含量、丙二醛(malonaldehyde, MDA)质量摩尔浓度等生理指标以及CAT基因的转录变化。NaCl处理后,MDA质量摩尔浓度、H2O2含量显著升高,在90 mmol/L或120 mmol/L处达到最大值;盐胁迫下POD、SOD和CAT活性均表现为先升高后降低的趋势,并且在90 mmol/L NaCl时达到最大值。设无NaCl处理下CAT基因的表达水平为1,用qPCR (real-time quantitative PCR)方法分析不同盐胁迫下6个CAT基因的相对表达水平。随着NaCl浓度增大,CAT1、CAT2和CAT3的相对表达水平呈逐渐降低的趋势,NaCl浓度为30 mmol/L相对表达水平最高,分别为1.54、6.38和1.27;CAT5和CAT6的相对表达水平在120 mmol/L NaCl时达到最大值,分别为2.65和2.21;CAT4的相对表达水平随NaCl浓度增大而增大,并在NaCl浓度为150 mmol/L时显著升高,相对表达水平达3.31。结果表明:90~120 mmol/L NaCl浓度为桉树的耐盐胁迫的极限;盐胁迫会引起桉树ROS (Reactive oxygen species)代谢失衡,积累H2O2导致膜脂过氧化;6个CAT基因在不同盐胁迫强度下的转录变化差异显著,响应机制不尽相同。本研究可为桉树应答盐胁迫机理研究和桉树栽培管理提供参考。     

杂交鹅掌楸苗期NaCl胁迫响应研究

以杂交鹅掌楸体胚再生苗为试验材料,分别采用0、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L浓度的NaCl处理,初步探讨了杂交鹅掌楸的耐盐能力,并研究了100 mmol/L NaCl盐胁迫处理对杂交鹅掌楸植株表型、叶绿体超微结构的影响及生理变化,以探讨杂交鹅掌楸在盐胁迫下的响应机制。表明:(1)在不同浓度NaCl胁迫处理中,杂交鹅掌楸受盐害程度随着NaCl浓度的增加而明显加重,在同一NaCl浓度下,杂交鹅掌楸受盐害指数随胁迫时间的延长而逐渐加剧;植株叶片从基部往上逐渐萎蔫卷曲,但顶芽无明显变化,可能是由于下部叶片的保护以适应盐胁迫环境。(2)100 mmol/L NaCl盐胁迫处理过程中叶绿体膨大变形,膜系统严重损伤,甚至降解,基粒片层排列松散、紊乱,淀粉粒呈现体积增大、数量增加的趋势,嗜锇颗粒电子密度增大,胁迫后期出现聚集现象,说明虽然盐胁迫导致杂交鹅掌楸叶绿体超微结构遭受严重破坏,但杂交鹅掌楸存在适应盐胁迫的结构特征。(3)100 mmol/L NaCl盐胁迫处理过程中过氧化物酶(POD)活性和游离脯氨酸含量先快速升高,后缓慢下降;丙二醛(MDA)含量先缓慢增加,后加快上升,表明盐胁迫条件下,POD和游离脯氨酸能有效减少膜脂质过氧化,使杂交鹅掌楸对盐胁迫具有一定耐受性。100 mmol/L NaCl盐胁迫处理7 d后恢复处理2 d均不能恢复为正常状态,表明杂交鹅掌楸受到中度盐害后短期内难以恢复。