茶氨酸诱导烟草幼苗抵御干旱胁迫的研究

通过施用茶氨酸来减轻干旱胁迫对烟草幼苗的毒害,并从抗氧化物质和抗氧化酶来探讨其作用机理。结果表明,在干旱胁迫下,0.25 mmol·L-1茶氨酸能显著改善烟草幼苗的生长情况,提高其存活率;外源茶氨酸预处理不仅能显著提高干旱胁迫下烟草幼苗谷胱甘肽(GSH)含量,还参与调节烟草幼苗超氧化物酶(SOD)过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸还原酶(APX)活性,降低相对电导率、脯氨酸、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量。茶氨酸诱导烟草幼苗抵御干旱胁迫是通过激发植物体抗氧化物质及抗氧化酶活性调节的综合结果。     

茶氨酸对烟草幼苗生长及生理特性的影响

为了研究茶氨酸对烟草幼苗生长及生理特性的影响,以云烟87为材料,进行水培试验,对不同茶氨酸浓度(0、0.5、1和5 mmol·L-1)处理下烟草幼苗的生长特征及部分生化指标进行测定。结果表明,茶氨酸会使烟草幼苗根长变短,地上部分、地下部分干重和鲜重、根冠比以及叶绿素含量明显降低;可溶性蛋白、脯氨酸和还原型谷胱甘肽(GSH)含量升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)活性降低,抗氧化酶系统失衡导致H2O2在烟草幼苗体内累积引起膜脂氧化造成损伤,丙二醛(MDA)含量及相对电导率相应的升高进一步说明了上述结论。由此可见,外源施加茶氨酸会使烟草幼苗体内抗氧化系统失衡致使膜脂氧化引发氧化损伤从而抑制其生长。     

BABA诱导烟草幼苗抵御干旱胁迫的研究

β-氨基丁酸(BABA)是一种高效的植物诱抗剂,能够增强植物对多种胁迫的抵御能力。通过施加外源BABA来减轻干旱胁迫对烟草幼苗的毒害,并从渗透调节物质,抗氧化酶系统来探讨其作用机理。结果表明,在干旱胁迫下,5 mmol·L-1 BABA可以有效地改善烟草幼苗生长状况,提高其相对含水量及存活率。BABA预处理不仅显著提高干旱胁迫下烟草幼苗渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量,还增强烟草幼苗超氧化物酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性。此外,BABA预处理提高干旱胁迫下烟草幼苗过氧化氢(H2O2)含量,降低丙二醛(MDA)含量。综上,BABA诱导烟草幼苗抵御干旱胁迫是诱导植物渗透调节物质累积及抗氧化酶活性调节的综合结果。     

弱光胁迫对烟草幼苗抗氧化系统及相关 基因表达的影响

[目的]探讨弱光胁迫对烟草幼苗抗氧化系统及相关基因表达的影响,为后续开展烟草遗传改良提供科学依据.[方法]以自然光(12000 lx)为对照(CK),设T1(7500 lx)、T2(4500 lx)和T3(2500 lx)3个弱光胁迫处理,于烟苗生长至大十字期时随机取样测定不同光照处理下烟草幼苗的抗氧化系统相关指标,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测调控响应光信号内源物质相关基因的差异表达模式,并分析基因表达对胁迫抗性的影响.[结果]一定程度的弱光(7500和4500 lx)胁迫可使烟苗叶片的脯氨酸(Pro)含量上升,可溶性蛋白含量下降,丙二醛(MDA)含量升高,超氧阴离子产生速率提高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高;而重度弱光(2500 lx)胁迫导致抗氧化酶活性大幅度下降,证明重度弱光导致烟苗生长过弱,其体内的防御酶系统不足以抵抗逆境胁迫.在此过程中,烟草生长素早期反应基因GH3.6、过氧化物酶类似物基因peroxidase P7-like和细胞色素基因P450的表达均在轻度弱光(7500 lx)胁迫时下调,在重度弱光(2500 lx)胁迫时进一步下调;抗病蛋白基因RGA3在重度弱光胁迫下显著下调(P<0.05).[结论]一定程度的弱光胁迫能激活烟草幼苗抗氧化系统,抑制幼苗内源物质相关基因的表达,推测其参与了烟草的光信号应激反应.     

微波预处理对镉胁迫引起小麦幼苗脂质过氧化伤害的防护作用

采用水培试验在150 μmol/L Cd2+溶液胁迫下研究外源微波预处理对小麦幼苗生长和生理特性的影响.试验结果表明:①镉胁迫下,小麦幼苗生长受到抑制,叶片丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量及超氧自由基(·O2-)产生速率显著增加(P＜0.05),抗氧化酶活性、抗氧化物质含量及叶绿素含量显著降低.②微波预处理5s和10s均能显著提高镉胁迫下小麦幼苗的生长;同时抑制镉胁迫下小麦幼苗叶片MDA含量、H2O2含量及超氧自由基(·O2-)产生速率的上升,显著提高(P＜0.05)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性,增加谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量.表明外源微波预处理可缓解镉胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,缓解镉胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜减少或免受损伤,提高植物抗镉胁迫的能力.     

外源褪黑素对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响

为研究外源褪黑素（melatonin,MT）对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响,以‘云烟87’为试验材料,设置0、50、100、150、200 μmol·L-1共5个MT浓度处理,探究低温胁迫下,不同MT处理对烟草幼苗活性氧代谢、渗透物质含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低温胁迫下烟草幼苗生长受到抑制,外源褪黑素能显著降低低温胁迫下烟草幼苗叶片中超氧阴离子（O-2）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量和丙二醛（MDA）含量,提高烟草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性,且100 μmol·L-1MT处理效果最佳。说明外源MT处理能够抑制低温条件下烟草幼苗叶片中活性氧的产生,降低膜脂过氧化水平,提高抗氧化酶活性,提高幼苗抵御低温胁迫的能力。     

外源褪黑素对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响

为研究外源褪黑素（melatonin，MT）对低温胁迫下烟草幼苗生理指标的影响，以‘云烟87’为试验材料，设置0、50、100、150、200 μmol·L-1共5个MT浓度处理，探究低温胁迫下，不同MT处理对烟草幼苗活性氧代谢、渗透物质含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明，低温胁迫下烟草幼苗生长受到抑制，外源褪黑素能显著降低低温胁迫下烟草幼苗叶片中超氧阴离子（O-2）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量和丙二醛（MDA）含量，提高烟草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白及可溶性糖含量，增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性，且100 μmol·L-1MT处理效果最佳。说明外源MT处理能够抑制低温条件下烟草幼苗叶片中活性氧的产生，降低膜脂过氧化水平，提高抗氧化酶活性，提高幼苗抵御低温胁迫的能力。     

外源水杨酸对干旱胁迫下甘蓝型油菜幼苗生理特性的影响

以甘蓝型油菜幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,研究了外源水杨酸(SA)对甘蓝型油菜幼苗在干旱胁迫下生理特性的影响。结果表明,在干旱胁迫条件下,甘蓝型油菜幼苗叶片的相对含水量逐渐下降,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性呈先升高再降低的趋势,脯氨酸含量、电导率和丙二醛(MDA)含量随干旱胁迫程度的加深一直呈升高趋势,经SA预处理的甘蓝型油菜幼苗叶片相对含水量、抗氧化酶活性、脯氨酸含量均高于对照,其电导率和丙二醛含量则低于对照。因此,在干旱胁迫下,外源水杨酸能诱导并引起甘蓝型油菜幼苗抗氧化酶活性和脯氨酸含量的提高,使其电导率和丙二醛含量降低,从而减缓干旱胁迫对植物造成的伤害。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2+胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛(MDA)含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2+毒害的作用机理.结果表明,中、低浓度(10-6、10-5mol·L-1)C2+d胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度(10-4mol·L-1)Cd2+胁迫后,MDA含量显著升高(P<0.05).Cd2+胁迫初期,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显.植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2+胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收.     

渗透胁迫下小麦幼苗叶片中亚精胺与抗氧化酶的关系

为了探讨多胺提高作物抗旱性的机理,在渗透胁迫下,研究小麦品种豫麦18(抗旱性较强)和扬麦9号(抗旱性较弱)幼苗叶中亚精胺(Spd)含量与三种抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的变化。结果表明:渗透胁迫2 d,扬麦9号幼苗叶片的丙二醛(MDA)的上升幅度明显高于豫麦18,豫麦18幼苗叶片Spd含量以及SOD、CAT和APX活性的上升幅度明显大于扬麦9号;外源Spd处理,明显提高了扬麦9号幼苗叶片的Spd含量以及SOD、CAT和APX活性,也明显抑制其MDA含量的上升。Spd的生物合成专一性抑制剂——甲基乙二醛-双(鸟嘌呤腙)(MGBG)预处理豫麦18,再进行渗透胁迫,则明显抑制其渗透胁迫下叶片中SOD、CAT和APX活性以及Spd含量的上升,也明显促进了MDA含量的上升。从而表明,渗透胁迫下小麦幼苗叶片的Spd可能通过促进抗氧化酶活性,从而减轻活性氧对幼苗的伤害。     

喷施拉肖皂苷C提高烟草幼苗抗干旱胁迫能力的生理机制

为了揭示具有油菜素甾醇功能的拉肖皂苷C（Laxogenin C,LG-C）提高烟草抗旱能力的生理机制,以豫烟10号为供试材料,采用叶面喷施的水培实验,检测干旱胁迫下喷施LG-C对烟草幼苗脂质过氧化物水平、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和光合特性的影响。结果表明,干旱胁迫处理后,烟草幼苗叶片丙二醛（MDA）的含量升高,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性增加,可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖的水平都有不同程度的增加,而光合作用受到抑制。喷施外源LG-C提高了干旱胁迫下SOD、POD和CAT的活性,增加了渗透调节物质的积累,同时增加了叶绿素含量,提高了光合速率和叶片含水量,降低了MDA含量和相对电导率。因此,LG-C能够通过积累渗透物质、提高抗氧化酶活性、增强光合能力,进而缓解干旱胁迫对烟草幼苗的危害。     

镉/铬胁迫对谷子幼苗生长和NADPH氧化酶及抗氧化酶体系的影响

为了探讨重金属镉(Cd)、铬(Cr)胁迫对谷子幼苗生长和生理的影响,采用营养液培养法,检测不同浓度的Cd、Cr胁迫对谷子幼苗生长以及过氧化氢(H_2O_2)含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、NADPH氧化酶和抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度(50/1000μmol·L~(-1))两种金属(Cd、Cr)胁迫下,谷子幼苗株高、根长显著减小(P0.05),H_2O_2和MDA含量升高,叶绿素含量降低;随Cd、Cr的浓度升高,根和叶片中NADPH氧化酶活性显著增强,高浓度Cd、Cr可导致过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高;同时Cd、Cr诱导编码NADPH氧化酶基因Sirboh D和Sirboh F的表达,而超氧化物歧化酶(SOD)活性呈低浓度增加高浓度下降的趋势。由此可知,Cd、Cr对谷子幼苗的胁迫使其发生一系列生理指标变化,造成植株不同程度损伤,植株自身则通过增强抗氧化酶活性对机体起到保护作用。     

蚕豆幼苗对NaCl和NaHCO3胁迫的生理响应

采用不同浓度的NaCl和NaHCO3处理蚕豆幼苗,处理7 d后分别测定蚕豆幼苗鲜重、蚕豆叶片MDA和脯氨酸含量、蚕豆叶片抗氧化酶活性。结果显示,随NaCl和NaHCO3胁迫浓度的增加,蚕豆幼苗鲜重先显著增加后显著下降(P<0.05);叶中MDA和脯氨酸含量显著上升(P<0.05),NaCl低于NaHCO3的上升幅度;超氧化物歧化酶(SOD)活性先显著增加(P<0.05)然后下降;过氧化物酶(POD)活性在NaCl胁迫下显著升高(P<0.05),NaHCO3胁迫下先升高后显著降低(P<0.05);过氧化氢酶(CAT)活性显著增加(P<0.05)。蚕豆具有一定程度的抗盐碱性,碱胁迫大于同浓度盐胁迫的伤害。     

Exogenous application of a low concentration of melatonin enhances salt tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) seedlings

Melatonin is a naturally occurring compound in plants. Here, we tested the effect of exogenous melatonin on rapeseed(Brassica napus L.) grown under salt stress. Application of 30 μmol L~(–1) melatonin alleviated salt-induced growth inhibition, and the shoot fresh weight, the shoot dry weight, the root fresh weight, and the root dry weight of seedlings treated with exogenous melatonin increased by 128.2, 142.9, 122.2, and 124.2%, respectively, compared to those under salt stress. In addition, several physiological parameters were evaluated. The activities of antioxidant enzymes including peroxidase(POD), catalase(CAT) and ascorbate peroxidase(APX) were enhanced by 16.5, 19.3, and 14.2% compared to their activities in plants without exogenous melatonin application under salt stress, while the H_2O_2 content was decreased by 11.2% by exogenous melatonin. Furthermore, melatonin treatment promoted solute accumulation by increasing the contents of proline(26.8%), soluble sugars(15.1%) and proteins(58.8%). The results also suggested that higher concentrations(50 μmol L~(–1)) of melatonin could attenuate or even prevent the beneficial effects on seedling development. In conclusion, application of a low concentration of exogenous melatonin to rapeseed plants under salt stress can improve the H_2O_2-scavenging capacity by enhancing the activities of antioxidant enzymes such as POD, CAT and APX, and can also alleviate osmotic stress by promoting the accumulation of osmoregulatory substances such as soluble proteins, proline, and water soluble glucan. Ultimately, exogenous melatonin facilitates root development and improves the biomass of rapeseed seedlings grown under salt stress, thereby effectively alleviating the damage of salt stress in rapeseed seedlings.     

纳米二氧化钛对镉胁迫下小白菜毒性效应的影响

为了探究二氧化钛纳米颗粒(TiO_2 NPs)对镉(Cd)胁迫下植物生长生理的影响,以小白菜(Brassica rapa var. glabra)为受试植物,采用水培实验,测定了生物量、丙二醛(MDA)、叶绿素、抗氧化酶活性、超微结构及小白菜根部、地上部中Cd、Ti含量等指标。结果表明:TiO_2 NPs增强了Cd对小白菜的生长抑制,株高和干质量分别降低了5.31%和29.79%(P0.05);TiO_2 NPs使Cd在小白菜根部和地上部的富集水平分别显著增加了64.86%和58.30%(P0.05);TiO_2 NPs显著加强Cd对小白菜幼苗MDA含量和过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的影响;超微结构显示,单一Cd胁迫下小白菜幼苗叶绿体基粒片层模糊且排列紊乱;Cd与TiO_2 NPs共存时小白菜根、叶细胞中有大量的TiO_2 NPs团聚体,细胞壁折叠、内陷,椭圆叶绿体变圆,类囊体膨胀解体,残存的基粒和基质类囊体更加肿胀、疏松,叶绿素含量显著降低。研究表明,TiO_2 NPs作为载体显著促进了小白菜根系对Cd的吸收,并使其转运至地上部,引起膜脂过氧化,破坏幼苗的叶绿体结构和抗氧化系统,增强Cd对小白菜生长的抑制作用。     

接种丛枝菌根真菌对土沉香幼苗耐旱性的影响

接种不同地区的幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatu,CE1、CE2)和摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae,FM1、FM2)于珍贵树种土沉香(Aquilaria sinensis)幼苗,采用模拟土壤干旱胁迫,研究接种菌根真菌对土沉香的耐旱性影响。结果表明,随着土壤干旱胁迫的加剧,未接菌组的叶绿素a和叶绿素总含量呈显著下降趋势,接菌组叶绿素含量高于未接菌组;在干旱胁迫下,接菌组的可溶性蛋白含量上升,中度干旱胁迫以上,接菌FM1和FM2组可溶性蛋白含量显著高于CK组。随着干旱胁迫程度的增大,接菌组幼苗SOD酶和POD酶活性呈先上升后下降趋势,但接菌组SOD酶和POD酶活性高于CK组。土壤干旱使植物体内MDA含量上升;在中度干旱时接菌组MDA含量高于CK组;当土壤水分达到重度干旱胁迫时,接种FM2、CE1和CE2处理组MDA含量显著高于CK组。研究表明,在干旱胁迫下,土沉香菌根化苗能提高植物体内渗透调节物质和抗氧化酶活性,维持较高的叶绿素含量,从而提高植物耐旱性。模糊隶属函数值分析结果表明,无论是轻度干旱还是重度干旱,接种菌根真菌幼苗的耐旱能力强于未接菌组,接种摩西斗管囊霉菌种强于接种幼套近明球囊霉菌种,其耐旱能力从大到小依次为菌株FM1FM2CE2CE1。