杜梨根系铁吸收关键基因生物信息学分析及缺铁胁迫对其表达的影响

为了探究缺铁胁迫对杜梨根系铁吸收关键基因表达的影响,对杜梨根系铁吸收关键基因三价铁还原酶(Pb FRO2)基因和铁转运蛋白(Pb IRT1)基因的氨基酸序列进行了多重序列比对和进化树分析;采用改良的Hoagland营养液水培杜梨的方法,研究了缺铁胁迫对杜梨根系Pb FRO2和Pb IRT1基因相对表达量以及根系铁和锌含量的影响。结果表明,Pb FRO2蛋白具有还原酶特性,Pb IRT1蛋白属于二价金属离子转运蛋白家族—ZIP家族;缺铁胁迫9 d内,杜梨根系Pb FRO2和Pb IRT1的表达量整体上呈现出先升高后降低的趋势,胁迫3 d表达量达到最高点且与对照(加FeEDTA)差异显著;缺铁胁迫30 d,杜梨根系中铁含量比对照降低77.46%,而锌含量提高1 139.40%。综上可知,缺铁胁迫可诱导杜梨根系铁吸收关键基因表达量升高,进而促进二价金属离子转运蛋白的活性提高。     

铝胁迫下高粱BTx623幼苗的形态及生理响应特征

采用不同浓度铝离子(0,25,50,100μmol·L~(-1),p H=4.5)胁迫处理高粱幼苗,以探究铝胁迫对高粱BTx623幼苗生长发育的影响。结果表明,与对照相比,不同浓度铝处理后,高粱幼苗株高无显著变化,但其根系长度和相对伸长率显著下降;25μmol·L~(-1)铝胁迫下幼苗的鲜重、干重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性分别增加了11.4%,50.0%,32.1%和32.5%,而50和100μmol·L~(-1)铝胁迫下幼苗鲜重、干重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性均有不同程度的下降。随着铝胁迫程度加大,根尖铝积累量、根系过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)的含量逐渐增加。25μmol·L~(-1)铝胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别上升了44.5%和33.7%,过氧化物酶(POD)活性变化不显著,而100μmol·L~(-1)铝胁迫下这3种酶活性均显著降低。综上,25μmol·L~(-1)铝胁迫下高粱BTx623幼苗根系抗氧化酶活性增强,对鲜重、干重和叶绿素含量亦具有促进作用,但对根系伸长具有显著抑制作用;而50和100μmol·L~(-1)铝胁迫对高粱BTx623幼苗地上及地下部分均具有较强的抑制作用。     

大豆根系响应早期缺铁胁迫的转录组分析

[目的]本文旨在探明2个大豆品种根系对早期缺铁胁迫的响应差异.[方法]以铁高效品种'吉育99'和铁低效品种'吉育93'大豆为材料进行水培试验,将对照(25μmol?L-1 Fe)和早期(1和6 h)缺铁胁迫(1μmol?L-1 Fe)处理的大豆根系进行转录组测序.[结果]与对照相比,铁高效大豆品种差异基因数随着缺铁胁迫...     

H2S对镉胁迫下白菜幼苗根系渗透胁迫的调节作用

以水培白菜幼苗为材料,研究了气体信号分子H_2S对重金属镉胁迫下白菜幼苗根系细胞膜透性和渗透调节物质的影响。结果表明,在2.5 mmol·L~(-1)和5 mmol·L~(-1)CdCl_2胁迫下,随处理时间的增加,白菜根系的膜脂过氧化产物丙二醛含量增加,白菜幼苗根细胞的相对电导率增大,细胞膜透性增大;H_2S的外源供体NaHS(1、5、10μmol·L~(-1))预处理,均使镉胁迫引起的白菜根细胞相对电导率显著下降并提高根部的相对含水量;5μmol·L~(-1)NaHS预处理可增加镉胁迫下白菜幼苗根部可溶性糖和脯氨酸的含量,可溶性蛋白和甜菜碱含量则无明显变化,1μmol·L~(-1)羟胺(H_2S生成抑制剂)处理降低了镉胁迫下可溶性糖和脯氨酸含量。因此,H_2S可以通过调节白菜幼苗根的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的合成来降低镉对根系的伤害。     

铁营养状况对黄瓜幼苗吸收转运镉和锌的影响

用营养液培养的方法,研究不同铁营养状况对黄瓜幼苗吸收和转运镉、锌的影响。结果表明:不供铁处理的黄瓜不同部位(根、茎、叶)镉含量与供铁处理差异显著,以茎中最为明显,茎中镉含量分别是供铁50、100、200μmol·L-1处理的2.9、2.8、2.4倍,不供铁处理显著增加了黄瓜各部位镉的含量;不供铁处理也显著提高了黄瓜根和叶片中锌的含量,但对茎中锌的含量没有产生显著影响。黄瓜根系吸收镉和锌的总量与吸收铁的总量表现出显著的负相关关系。随着铁供应浓度的升高,镉在根中的分配增加,与缺铁相比,供铁200μmol·L-1处理根中分配系数上升43%,而茎、叶中分别下降59%和44%,其对锌的分配则无显著影响。与供铁相比,不供铁明显促进黄瓜根、茎、叶对镉的吸收,提高镉在黄瓜地上部的分配及由根向茎转运镉的能力。     

SO2对谷子幼苗根系镉胁迫的缓解作用

以谷子幼苗为材料,采用SO_2衍生物(SO_3~(2-)∶HSO_3~-,3∶1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))预处理方式,研究外源SO_2对镉(Cd)致根系毒性的影响。研究发现:250、500μmol·L~(-1)Cd胁迫下,谷子幼苗根生长受到明显抑制,根组织中活性氧(ROS)大量产生,膜脂过氧化增加;与Cd单独处理组相比,用500μmol·L~(-1)SO_2衍生物预处理后,Cd对根系生长的抑制作用减弱,根组织中ROS水平降低,膜脂氧化损伤减轻,谷胱甘肽(GSH)含量提高,过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)等酶活性明显增加。结果表明:一定浓度的SO_2衍生物能够通过上调抗氧化酶系统POD和GPX的活性来有效缓解Cd胁迫造成的谷子根系氧化损伤,并很可能通过维持较高的GSH水平和提高GST活性来增强谷子根系的Cd解毒能力。     

微囊藻毒素对水稻幼苗营养吸收的影响

为进一步解析作物对水体中微囊藻毒素(MCs)的适应机制,通过水培试验研究MCs对水稻幼苗营养吸收及质膜H~+-ATPase基因表达的影响。结果表明:胁迫7 d后,1μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力增加。10μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性增加,促进了矿质营养(Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)和NO_3~-)的吸收。其中质膜H~+-ATPase活性上升与OSA1、OSA2、OSA3、OSA4、OSA6、OSA8和OSA9表达上调有关。高浓度MCs(100μg·L~(-1)和1000μg·L~(-1))组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性降低,阻碍了水稻幼苗对矿质营养的吸收,此时质膜H~+-ATPase的基因表达呈下调趋势,且降低程度随MCs处理浓度增大而增强。恢复7 d后,10μg·L~(-1)MCs组根系活力、质膜H~+-ATPase活性和营养元素含量恢复至对照水平。100μg·L~(-1)MCs组各指标均优于胁迫期,而1000μg·L~(-1)MCs对营养吸收的抑制未恢复。研究表明,MCs胁迫导致的水稻幼苗中营养元素含量的变化受质膜H~+-ATPase活性的调控,且调控能力受MCs浓度限制。     

铀对蚕豆幼苗光合特性和呼吸代谢的毒害机理

为探究铀(U)胁迫对植物光合作用和呼吸代谢的毒害作用,采用溶液培养法,用含有不同浓度铀(0、5、10、15、20、25μmol·L~(-1))的溶液处理蚕豆幼苗72 h后,通过组织切片和透射电镜观察根系结构的变化,并测定蚕豆幼苗的叶绿素含量、光合参数以及根系活力,另取高浓度铀处理组(U-25μmol·L~(-1))与对照组(U-0μmol·L~(-1))的根系进行转录组测序(RNA-seq)。结果表明:在不同浓度的铀胁迫下,铀向地上部的转移极少,其转移系数小于0.01,过量的铀累积明显破坏了根系的结构。此外,铀胁迫下蚕豆幼苗的光合效率降低,但根系活力增加。RNA-seq结果表明,与光合作用和呼吸代谢调控相关的基因中,共有117个基因差异表达,其中,光合作用中与光反应途径、卡尔文循环途径及光呼吸途径相关的基因表达以下调为主(90个DEGs;3个上调,87个下调);呼吸代谢中参与线粒体电子传递过程的相关基因表达以上调为主(27个DEGs;23个上调,4个下调)。研究表明,高浓度的铀胁迫抑制了蚕豆幼苗的光合作用,但增强了其根系的呼吸代谢,这可能是蚕豆对铀毒害的一种适应机制。     

铁盐处理下马铃薯NAC转录因子相对表达量时空差异分析

【目的】为明确马铃薯NAC转录因子在响应铁盐(Fe~(2+))胁迫时的表达特性,本试验对铁盐处理下马铃薯NAC转录因子相对表达量的时空差异进行分析。【方法】基于实验室前期对苗龄20 d的马铃薯品种东农312组培苗施加缺铁(1μmol/L)胁迫处理0、48 h,对其进行转录组测序,发现7个差异表达的NAC转录因子。本试验对MS培养基设置3个Fe~(2+)梯度(缺铁1μmol/L、对照100μmol/L和过量铁500μmol/L),分别用于处理组培条件下继代生长20 d的东农312脱毒试管苗,处理时间分别为0、48和96 h,应用qRT-PCR技术分析上述7个NAC转录因子在根、茎、叶中的相对表达量;并对NAC1～NAC7编码蛋白进行生物信息学分析。【结果】NAC1～NAC7在根、茎中均受缺铁、过量铁处理诱导表达,转录表达水平在处理48、96 h时较0 h时变化显著。在叶中,NAC1～NAC7在这两个时间点的表达量较0 h无显著上调。NAC1～NAC7编码蛋白含有192～413个氨基酸,均含有NAM结构域,预测分子量为22.81～46.98(kDa),PI值为4.65～9.23。【结论】马铃薯NAC转录因子参与响应铁盐胁迫。在缺铁和过量铁胁迫下,7个NAC基因在根和茎中均呈现显著差异表达,在叶中无显著上调表达。     

不同铵硝配比条件下BPDS-Fe(Ⅱ)对玉米幼苗耐低铁胁迫差异的影响

【目的】作物生产中缺铁问题十分普遍,筛选耐低铁品种具有重要意义。文中采用BPDS(4,7-diphenyll,10-phenanthroline disulfonic acid)专性螯合Fe(Ⅱ),探究BPDS-Fe(Ⅱ)对2种玉米自交系表型特征与生理特性的影响,旨在解析2个自交系耐低铁胁迫差异及其可能机制,为筛选耐低铁品种提供理论依据。【方法】选用2个玉米自交系Wu312与Ye478,以铵硝比1﹕1与1﹕7为供氮条件,分别设置14与10个不同的BPDS-Fe(Ⅱ)浓度,观察植株表型特征,测定叶片SPAD值、地上部与根系干物重、根冠比,测定地上部铁、锰、铜、锌浓度以及新叶活性铁浓度。利用SPAD-502 plus叶绿素仪测定新叶SPAD值;将烘干样品剪碎后,用HNO3-H2O2溶液消煮,经密闭微波消煮后,用ICP-AES测定消煮液中的微量元素;取新叶尖端剪碎,称2.00 g鲜样,按照1﹕10比例加入1 mol·L~(-1)盐酸,震荡5 h后过滤,用ICP-AES进行测定。【结果】在铵硝比1﹕1的供氮条件下,根系产生根系分泌物,根际pH在24 h内从6.0显著下降至约4.0;与对照处理(不供铁)相比,当BPDS-Fe(Ⅱ)浓度为40μmol·L~(-1)时,Wu312的地上部干物重显著下降了31%,Ye478则显著下降了64%;Wu312根系干物重无显著变化,但Ye478显著下降了63%;二者的根冠比均已超出正常范围(正常值:0.20—0.28),地上部与根系生长受到抑制。调整铵硝比为1﹕7后,当BPDS-Fe(Ⅱ)浓度为40μmol·L~(-1)时,Wu312地上部干物重是对照幼苗的8倍,Ye478则接近10倍,植株生长恢复正常;Ye478的叶片SPAD值、地上部与根系干物重、新叶活性铁浓度均显著高于Wu312,表现出生长与保绿性方面的显著优势;当BPDS-Fe(Ⅱ)浓度为0.1μmol·L~(-1)时,Wu312被竞争致死,无法发育出第五片叶,Ye478仍能维持生长,发育至第五片叶,叶片返绿明显;地上部铁浓度在不同自交系间无显著差异;植株地上部铁含量与锰、铜、锌浓度呈显著负相关。【结论】降低NH_4~+-N的供应比例有利于改善根际pH,减少根系分泌物;Ye478为耐低铁品系,Wu312为铁敏感品系;Ye478与Wu312在0.1μmol·L~(-1)浓度条件下表型出现最显著差异;地上部与根系生物量、叶片SPAD值是表征玉米幼苗耐低铁胁迫差异的最佳指标,根冠比以及新叶活性铁浓度是良好指标;玉米幼苗耐低铁胁迫的可能机制包括根系分泌质子,地上部将光合作用产物优先分配给根系,以及铁在植物体内的转运与再分配。     

不同钾水平对苗期玉米铬的吸收和生理特性的影响

采用溶液培养的方法,研究了不同钾素水平对苗期玉米地上、地下部铬的吸收、转运及其生理特性的影响.结果显示,在六价铬作用下,玉米幼苗的各项生理指标均受到一定的影响,生物量随着铬浓度的升高而呈现降低趋势.在铬浓度0-100μmool·L~(-1)之间,植株地上、地下部六价铬的含量随外界铬处理浓度的增加而增加,在100μmol·L~(-1)时,铬含量达到最大;叶绿素含量、根系活力随六价铬浓度的增加而降低,在100μmol·L~(-1),叶绿素、根系活力最小;丙二醛(MDA)含量呈先降低后上升趋势,在40μmol·L~(-1)时,丙二醛含量最小.钾素可缓解重金属铬对玉米幼苗的毒害作用,在400-1 600μmol·L~(-1)间,不同钾水平处理均可显著减少玉米幼苗地下部对铬的吸收,钾浓度为1 600μmol·L~(-1),铬含量最小.随着钾浓度的提高,叶绿素含量、根系活力都增加,但丙二醛(MDA)含量变化没有呈现明显的规律.值得注意的是,当溶液中铬浓度在0-20μmol·L~(-1)间时,地上部铬含量随着钾浓度的增大而逐渐减小,当铬浓度为40-100μmol·L~(-1),随着钾浓度的增大而呈增加趋势,说明高浓度铬处理时,钾町不同程度地促进铬由地下向地上部的转运.     

不同铜水平对水稻幼苗生长、铜积累和养分吸收的影响

利用水培试验研究了不同铜水平对水稻幼苗生长、铜积累和养分吸收的影响。结果表明,1μmol·L~(-1)铜处理水稻时,幼苗的生长并不受影响,随着铜浓度的增加,水稻幼苗的生长受到不同程度的抑制;水稻幼苗地上部铜的含量和累积量随着溶液中铜供应水平的增加而增加,但水稻根系中铜的含量及累积量并不是随着外源铜浓度的增加而增加,其最大值均出现在20μmol·L~(-1)铜处理时;1μmol·L~(-1)铜处理的水稻地上部N、P和K的含量和累积量不受抑制,而在20、50和80μmol·L~(-1)铜处理中,地上部养分的含量和累积量显著减少;低铜浓度下(1和20μmol·L~(-1)),水稻根系吸收N、P和K不受影响,甚至20μmol·L~(-1)铜浓度更有利于水稻根系养分的吸收,高铜浓度下(50和80μmol·L~(-1)),水稻根系吸收养分受到不同程度影响,且在80μmol·L~(-1)铜浓度时,N、P、K的吸收均明显受到抑制。     

外源H_2O_2对盐胁迫下黄瓜幼苗氧化胁迫及抗氧化系统的影响

为阐明外源H_2O_2缓解盐胁迫的生理机制,以水培法培养的黄瓜‘春夏秋王’幼苗为试材,采用0、1、5、10μmol·L~(-1) H_2O_2处理200 mmol·L~(-1)NaCl胁迫的黄瓜幼苗。通过测定黄瓜幼苗的叶面积、株高、根长、叶鲜质量、根鲜质量及根干质量等指标,结果显示外源H_2O_2缓解了NaCl胁迫对植株生长的抑制,其中5μmol·L~(-1)H_2O_2对盐胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应最有效。H_2O_2不仅降低盐胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系O■、H_2O_2和丙二醛质量摩尔浓度及相对电导率,也提高了还原型谷胱甘肽质量分数、抗坏血酸质量摩尔浓度和过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性。此外,不同浓度H_2O_2处理引起盐胁迫下黄瓜叶片甲基转移酶PMT5和铁氧还原蛋白的谷氨酸合成酶上调-下调-上调的变化模式,而在根中网格蛋白重链1表现出逐渐下调和热休克蛋白70样蛋白15逐渐上调的模式。以上结果表明,外源H_2O_2通过增强黄瓜的抗氧化系统来降低盐胁迫引起的氧化胁迫,同时调控相关蛋白质的表达,从而缓解NaCl胁迫造成的伤害。     

铁锌配施对黄瓜生长、光合特性和果实品质的影响

为实现黄瓜优质高效生产,以‘中农16号’黄瓜为试材,设置清水(CK)、100μmol·L~(-1) EDTA-Fe(Fe)、200μmol·L~(-1) ZnSO_4·7H_2O(Zn)、100μmol·L~(-1) EDTA-Fe+200μmol·L~(-1) ZnSO_4·7H_2O(Fe+Zn)共4个处理,研究叶面喷施铁锌肥对黄瓜植株生长状态、叶片光合特性、果实品质和植株元素积累的影响。结果发现,与CK相比,Fe和Zn处理均显著增加黄瓜果实总氨基酸、必需氨基酸、半必需氨基酸和非必需氨基酸含量,同时,Fe处理显著增加黄瓜叶片中Fe和果实可溶性蛋白质含量,Zn处理显著增加叶片可溶性蛋白质和果实K和Mg含量,而Fe+Zn处理显著增加叶片P_n、叶片色素、可溶性蛋白质、Fe和Zn含量,并显著提高果实单果质量、游离氨基酸如丝氨酸(Ser)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)和精氨酸(Arg)含量,并显著降低果实硝酸盐含量。隶属函数分析结果表明Fe+Zn处理的黄瓜植株生长发育的综合评价值最高。综上所述,叶面同时喷施铁肥和锌肥促进黄瓜叶片Fe和Zn元素积累,提升叶片光合特性和果实品质。     

小麦幼苗根系形态对镉胁迫的响应

为了研究镉(Cd)在小麦体内的吸收、转运过程,以及Cd对小麦根系形态的影响,本文通过水培试验分析了小麦在5种Cd水平下(0、0.5、5、50、200μmol·L~(-1))处理3、6、11、17 d和23 d后各项生长指标的变化,并用荧光显微镜观察了Cd处理17 d后小麦根系形态的变化情况。结果表明,小麦幼苗对Cd的吸收能力与Cd浓度成反比关系,且在Cd0.5处理下,小麦对Cd的吸收和转运的能力显著高于其他处理。随着Cd处理浓度的增加,小麦幼苗的生物量、株高、总根长、根体积、总根尖数目逐渐减小,根系平均直径逐渐增加。相关性分析结果表明,小麦幼苗对Cd的吸收能力与平均直径呈显著正相关,对Cd的转运能力仅与平均直径呈显著负相关。进一步通过荧光显微镜观察,结果显示Cd处理可诱导小麦幼苗根系皮层细胞增多、薄壁细胞增大以及内皮层细胞壁木质素的沉积。Cd诱导的根系直径增粗对小麦Cd的吸收及转运都起着非常重要的作用。     

缺铁胁迫对4种苹果砧木幼苗生理特性的影响

[目的]在供试的苹果砧木中筛选出铁高效基因型,以矫治钙质土壤上苹果的缺铁黄化症.[方法]通过溶液培养,研究4种苹果砧木幼苗在缺铁胁迫下的与铁代谢相关的根际pH值、根系Fe3+还原酶活性、叶绿素含量和叶片铁含量等若干生理生化指标.[结果]在缺铁胁迫下,4种苹果砧木幼苗的根际酸化能力从低到高依次为:平邑甜茶＜新疆野苹果＜八棱海棠＜黄太平.八棱海棠幼苗根系的Fe3+还原力最强,平邑甜茶和新疆野苹果次之,黄太平最弱.在缺铁胁迫下,黄太平叶片黄化程度最高,新疆野苹果和平邑甜茶次之,八棱海棠最低.营养液缺铁处理对八棱海棠叶片中有效铁含量的影响最小.[结论]在水培缺铁胁迫条件下,相对新疆野苹果、平邑甜茶和黄太平而言,八棱海棠表现出较强的抗缺铁特性,是一个较理想的铁高效苹果砧木基因型.     

镉胁迫对银灰杨根和叶片渗透调节物质的影响

以银灰杨(Populus canescens)为试验材料,采用水培试验,研究不同浓度镉(Cd)胁迫(0(CK)、10、30、50μmol·L~(-1)和70μmol·L~(-1))分别在7、14、21d和28d时进行收获,探索Cd胁迫对灰杨叶片和根系的渗透调节物质的影响。结果表明,在10μmol·L~(-1) Cd胁迫后7d时,叶片和根系MDA、H2O2和脯氨酸含量低于相应对照,而在Cd胁迫28d时,且Cd浓度为70μmol·L~(-1)时,银灰杨叶片和根系MDA、H2O2、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节物质均显著增加。说明70μmol·L~(-1) Cd处理可导致银灰杨膜脂产生氧化。综合研究表明,在Cd胁迫下可通过提高主动积累脯氨酸、蛋白质和可溶性糖等渗透物质,产生适应性生理响应以维持自身的生理平衡来降低Cd毒害作用,初步判断灰杨有解毒Cd的能力,具有用于修复Cd污染土壤的潜能。     

硅锌互作对水稻幼苗镉吸收转运特性的影响

以湘早籼24幼苗为实验材料,通过添加不同浓度巯基硅和硫酸锌的水培试验,对水稻幼苗中总Cd含量、各亚细胞组分Cd含量、必需元素及可溶性蛋白的变化进行了研究,旨在探讨根际环境中添加Si和Zn离子抑制水稻Cd吸收转运的互作机理。结果表明:在含Cd 2.7μmol·L~(-1)的营养液中添加0.05 mmol·L~(-1)和0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅能使水稻根系的Cd含量分别下降5.4%和34.7%,使地上部的Cd含量分别下降3.5%和51.8%。Si和Zn共存时对Cd的抑制作用更加明显,同时添加0.2 mmol·L~(-1)Zn和0.05mmol·L~(-1)或0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅,使水稻幼苗根系中的Cd含量分别下降27.4%和68.9%,使地上部的Cd含量分别下降78.0%和88.0%。Si-Zn互作使得根系细胞壁组分中的Cd分配比例和地上部胞液组分中的Cd分配比例显著下降;同时还促进了根系对K、Ca、Fe、Zn等元素的吸收以及向地上部的转运。在Cd胁迫环境中,添加Si和Zn能显著提高根系中可溶性蛋白的含量,但对地上部的可溶性蛋白含量无显著影响。这些结果说明,增加根际环境中的Si和Zn浓度能促进根系对Cd的固定和根细胞中可溶性蛋白的合成,通过促进必需元素的吸收转运,显著抑制根系原生质体对Cd的吸收和向地上部的转运。     

不同光照条件对缺铁黄瓜根系Fe3+还原酶活性的影响

【目的】研究不同光照条件对黄瓜根表Fe3+还原酶活性的影响及机理。【方法】在室内营养液培养条件下,用分光光度法分别测定不同光照条件下供铁（1×10-4 mol•L-1 Fe-EDTA）和不供铁黄瓜根系的Fe3+还原酶活性、叶片叶绿素含量、组织的碳水化合物含量与含铁量,测定各处理植株地上部、根部的干重并计算其根冠比,分析不同光照条件影响黄瓜根系Fe3+还原酶活性的原因。【结果】与6 d光强Ⅰ相比,4.5 d光强Ⅰ＋1.5 d光强Ⅱ、6 d光强Ⅱ、4.5 d光强Ⅰ＋1.5 d黑暗处理的缺铁植株根表Fe3+还原酶活性分别减少68.9%、84.6%与93.1%。在不同光照条件下,根系质膜Fe3+还原酶活性的变化与植株叶绿素含量的变化无直接关系,而与碳水化合物向根部运输及植株地上部Fe累积量的变化相一致;然而,缺铁植株经4.5 d光强Ⅰ＋1.5 d黑暗处理后与6 d光强Ⅰ下相比,Fe3+还原酶活性的变化则与其地上部叶绿素含量、碳水化合物的输出及全株Fe累积量的变化趋势均不一致;各种光照条件下,茎尖的Fe累积量与根表Fe3+还原酶活性的变化趋势一致。【结论】黄瓜根表Fe3+还原酶活性显著受光照有无和不同光照条件影响,照光条件下黄瓜根表Fe3+还原酶活性随光强减弱及低光处理时间的延长而下降,与蔗糖等糖类向根中积累减少有关。不同光照条件下根表Fe3+还原酶活性均受地上部对铁的生理需求调节。黄瓜幼苗茎尖的铁含量较地上部其它部分更能快速衡量植株铁营养需求状况。     

小麦对缺铁胁迫的适应性反应

采用溶液培养法,比较正常供铁和缺铁胁迫下小麦的生理生化指标,同时设置加氧和不加氧2个处理。结果表明,完全营养液加氧处理的小麦株高和穗长最大,达到51.0cm和7.5cm。缺铁处理降低了小麦的籽粒长、籽粒宽、籽粒厚和穗粒数。正常供铁条件下,小麦植株叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量显著高于不供铁的小麦。加氧处理的小麦叶绿素含量高于无氧处理的小麦。根际Fe3+还原酶活性在缺铁胁迫条件下达到17.3μmol·g-1·(2h)-1。缺铁处理降低了小麦植株地上部的铁素含量,并且在加氧条件下更明显。Mn、Cu这两种元素和Fe元素之间存在某种拮抗关系。