干旱锻炼提高小麦幼苗抗旱性的抗氧化机理研究

采用液体培养法,研究了两种干旱锻炼方法对小麦幼苗抗氧化系统的影响,即:①间断干旱:每天分别干旱1h、2h、3h和4h,连续8d;②连续干旱,于处理第3天连续干旱24h之后复水。结果表明,小麦幼苗水势随干旱锻炼程度增加而逐渐降低,根中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性及羟自由基.(OH)清除力均高于叶。间断干旱1h和2h处理的小麦幼苗SOD活性轻微下降,CAT和POD酶活性增加,羟自由基清除力增强,总抗氧化力升高,总体上表现为植株抗氧化能力增强;间断干旱3h、4h和连续干旱锻炼的小麦幼苗体内的SOD活性增强,但CAT和POD活性下降,羟自由基清除能力及总抗氧化力降低,总体上表现为抗氧化系统受到抑制。说明适度的干旱锻炼使小麦幼苗的抗氧化能力增强,而过度的干旱锻炼则降低小麦幼苗抗氧化能力,提高抗氧化能力可能是干旱锻炼提高作物抗旱性的机制之一。对H2O2和羟自由基清除能力的下降可能是过度锻炼导致损伤的原因,也说明抗氧化系统全面增强才能保护植物免受干旱损伤。     

转BADH基因水稻幼苗抗旱性研究

为了研究转BADH脱氢酶基因水稻的抗旱性,以受体亲本中花8和水稻旱作品种开系7及陆稻品种白珍珠作对照,于塑料营养钵中培养幼苗至五叶期进行干旱胁迫,测定了转BADH基因水稻品系52-7,51-15幼苗的生理生化变化。结果表明,干旱胁迫下,水稻幼苗细胞膜透性增加,膜脂过氧化产物MDA含量以及氨基酸、可溶性糖和游离脯氨酸含量提高,可溶性蛋白质含量降低,POD活性提高。但52-7和51-15细胞膜透性较小,MDA积累较少,蛋白质、氨基酸含量的变化幅度较小,可溶性糖、游离脯氨酸含量的增加幅度较大,POD和SOD活性较高。52-7,51-15与中花8具有相同的POD同工酶谱,与开系7和白珍珠有差异。干旱胁迫诱导中花8产生3条新酶带而与开系7和白珍珠相同,其他各品种酶谱不变。52-7和51-15的抗旱性强于对照品种。     

干旱锻炼对小麦幼苗期抗氧化特性的影响

为探究干旱锻炼对小麦幼苗期抗氧化特性的影响,设置对照处理和干旱锻炼处理,在一心一叶时用PEG6000营养液进行干旱锻炼,之后恢复霍格兰氏全营养液,在三叶一心时分别进行干旱胁迫处理,观测幼叶中与抗氧化特性相关物质的动态变化.研究发现,随干旱程度及胁迫时间的增加,叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白不同程度的减小,MDA、可溶性糖含量显著升高;与对照相比,干旱锻炼后叶片SOD、POD活性、可溶性蛋白及降低程度较小,可溶性糖含量升高程度较大,MDA升高程度较小;不同干旱程度下,25％PEG6000胁迫下干旱锻炼小麦的抗氧化能力较35％PEG6000胁迫下较高.由此说明,小麦经过一定浓度的干旱锻炼能够明显增强其对干旱环境的适应能力,有利于幼苗期的生长,也为小麦的抗逆性研究提供理论支持.     

富氢水对干旱胁迫下大麦种子萌发及幼苗生物量分配的影响

为探讨富氢水对干旱胁迫下大麦种子萌发期抗旱性与幼苗生物量分配的影响,以大麦品种“新啤6号”为试材,采用20%聚乙二醇（PEG）-6000模拟干旱胁迫,比较不同浓度富氢水浸种处理后大麦种子的发芽率和幼苗根冠比等16个指标的差异。结果表明,适宜浓度的富氢水处理能显著提高干旱胁迫下大麦种子的发芽率、干物质转移量、转移率及转化效率,并减少呼吸消耗干物质量,还可以降低干旱胁迫下大麦幼苗根冠比,增加幼苗根和芽的干重,促进幼苗可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素累积。由此可知,一定浓度的富氢水能通过调控种子干物质转运的途径提升干旱胁迫下大麦种子的萌发率,并可通过调节可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量降低干旱胁迫对大麦幼苗根和芽生物量分配的不利影响。     

等离子体对干旱胁迫下小麦种子萌发的生物学效应

用80~240 W射频等离子体处理小麦种子,在聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫条件下,研究了不同功率等离子体对小麦幼苗生长及抗旱性的影响。试验结果表明：不同功率的等离子体处理对干旱胁迫条件下小麦幼苗生长的影响效果不同,80~200 W处理对幼苗生长有不同程度的促进作用,根数、根长、株高、幼苗干重和根冠比各项指标均比对照有不同程度的提高,而240 W处理对小麦幼苗生长产生了抑制效应。其中160 W处理小麦种子在干旱胁迫下小麦幼苗根数、根长及干重分别比对照增加14.29%、16.94%和9.76%;丙二醛（MOD）含量及质膜透性比对照明显降低,防止或降低了膜质过氧化作用对膜的伤害;SOD、POD活性及脯氨酸含量均比对照高,表明保护性酶系统增强,一定程度上缓减了干旱胁迫对小麦幼苗的伤害,提高了其抗旱性。     

渗透胁迫对小麦幼苗生长及水分状况的影响

以耐旱性不同的小麦品种长武134和陕253作为实验材料,研究了PEG-6000模拟干旱水培实验条件下小麦幼苗生长以及水分状况的影响。研究结果表明,在渗透胁迫过程中,两个小麦品种的相对水分含量、水势、叶面积都呈降低的趋势,根系长度、根系面积以及根冠比呈现增加后降低的趋势,陕253在胁迫24h时达到最高值,长武134胁迫30h时达到最高,然后又降低.叶绿素a和叶绿素b的含量在受到胁迫30h之前变化不明显,继续胁迫其含量会急剧下降。说明轻中度干旱并不会影响叶绿素的含量。     

CPPU对干旱胁迫下小麦幼苗叶片的蛋白响应及生育期差异的影响

采用叶面喷施调吡脲(N-(2-chloro-4-pyridyl)-N’-phenylurea,CPPU)处理,分析干旱胁迫下CPPU对小麦幼苗叶片蛋白质及各种生理生化指标的影响,以探讨CPPU提高小麦抗旱性的分子机制。以小麦品种河农822为材料,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)研究喷施CPPU后幼苗叶片中蛋白质组变化情况;用常规方法检测过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,经SDS-PAGE电泳技术发现,与对照相比,干旱胁迫下喷施CPPU后出现分子量为125,80,55,40,35,33,25 kDa等7条特异性条带,消失了30 kDa的电泳条带。与干旱对照相比,喷施CPPU后叶片中蛋白条带中多了40 kDa特异性条带,消失了30 kDa的电泳条带;并且在干旱胁迫下,喷施100 mg CPPU后使幼苗体内的POD活性提高37.06%,可溶性蛋白含量增加63.50%,可溶性糖含量增加87.51%,脯氨酸含量增加109.57%,MDA含量降低46.06%。与干旱对照相比,喷施CPPU的幼苗叶片中出现了一条特异性条带,消失了一条特异性条带,且在70 kDa和大约20 kDa处的蛋白含量明显高于2个对照,在32kDa和大约25 kDa处的蛋白含量下降。100 mg CPPU可促进干旱胁迫下幼苗体内的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量显著增加,POD活性显著提高,MDA含量降低。说明叶面喷施CPPU能够增强幼苗对干旱胁迫的适应性。     

干旱胁迫和复水对扁蓿豆幼苗生理特性的影响

采用温室模拟干旱胁迫-复水法,研究不同干旱程度对6份扁蓿豆种质材料幼苗生理特性的影响,分别于连续干旱胁迫1,4,7,10 d以及复水2 d后,对其叶片相对含水量、细胞膜透性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量5个抗旱生理指标进行测定分析,结果表明:扁蓿豆叶片相对含水量随干旱胁迫程度增强而降低,在复水后快速恢复;细胞膜透性、丙二醛含量及可溶性蛋白含量随干旱程度的增加而升高,而脯氨酸含量则呈先下降后上升的趋势;5个生理指标中脯氨酸含量对干旱胁迫最敏感。采用欧氏距离法对5个生理指标进行综合聚类分析,将6份扁蓿豆种质材料划分为3个抗旱等级,即相对抗旱的包括MR4和MR5;中等抗旱的包括MR1、MR2和MR3;对干旱胁迫最敏感的是MR6。     

尖孢镰刀菌毒素对大豆幼根生理生化的影响

用尖孢镰刀菌毒素处理大豆幼根后,测定其幼根的根活力,细胞渗透性,蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量。结果表明：F. oxysporum毒素对大豆幼根具有强烈的毒害作用,降低大豆根系活力;细胞膜透性增大,且随处理时间的延长和毒素浓度的增加而增大;毒素处理后,前期6h内抗病品种幼根内蛋白质含量降低,感病品种蛋白质含量上升,12h后抗病和感病品种蛋白质含量都降低;抗、感品种的幼苗根系可溶性糖含量明显降低;脯氨酸含量明显增高,感病品种上升的幅度大于抗病品种。     

水分胁迫对不同小麦品种幼苗生理特性的影响

本文以4个抗旱性不同的小麦品种豫麦34、郑州9023、洛旱2号、洛旱6号为试验材料,在20%的PEG6000（w/v）渗透胁迫下,研究了不同小麦品种幼苗期的细胞膜相对透性、相对含水量、可溶性糖及可溶性蛋白含量的变化。结果表明：在20%的PEG6000（w/v）渗透胁迫下,四个小麦品种幼苗叶片相对含水量均下降;细胞膜相对透性、可溶性糖含量均上升,且与抗旱性表现一致;而可溶性蛋白含量的变化趋势同抗旱性表现不一致。由此说明,细胞膜相对透性、相对含水量及可溶性糖含量的变化可作为小麦苗期可靠的抗旱性鉴定指标,而可溶性蛋白在小麦苗期抗旱性中的作用还需要进一步研究。