盐胁迫下内源NO对黄瓜幼苗活性氧代谢和光合特性的影响

【目的】探讨盐胁迫下黄瓜幼苗内源一氧化氮(NO)的生理生化调节机理及其调控途径,为揭示黄瓜的抗盐机理和生产应用提供参考。【方法】以黄瓜幼苗为研究对象,采用一氧化氮合成酶抑制剂(L-NAME,L-硝基精氨酸甲酯)、硝酸还原酶抑制剂(tungstate,钨酸钠)和一氧化氮清除剂(c PTIO,4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物)处理盐胁迫下的黄瓜幼苗,研究处理对黄瓜幼苗叶片内源NO含量、活性氧代谢、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。【结果】盐胁迫可诱导黄瓜幼苗叶片内源NO含量增加,采用200μmol·L~(-1) L-NAME、100μmol·L~(-1) tungstate和200μmol·L~(-1) c PTIO处理均抑制了盐胁迫下的黄瓜幼苗叶片中抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))的活性,降低了游离脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质的含量,增加了丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子自由基(O_2·~-)产生速率和质膜透性,使细胞膜脂过氧化加剧,加重了盐胁迫对黄瓜幼苗的损伤。同时,气体交换参数Pn、Gs、Tr、Ci显著降低,叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、q P降低,NPQ显著升高,导致叶片光合机构受损,叶片光合速率下降。【结论】在盐胁迫条件下,内源NO的变化可能直接调节了黄瓜幼苗的抗氧化能力,有效地缓解了脂膜过氧化伤害和对叶片光合机构的损伤,且黄瓜幼苗的活性氧代谢和光合特性主要通过一氧化氮合酶途径调控。     

水杨酸浸种对水分胁迫下玉米幼苗某些生理过程的影响

采用砂基培养的方法 ,研究了水杨酸浸种对水分胁迫下玉米幼苗叶片膜保护酶、光合速率和水分代谢等指标的影响。结果表明 ,与对照相比 ,水杨酸浸种预处理使水分胁迫下的玉米幼苗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)活性极显著升高 ,超氧阴离子自由基 (O-·2 )产生速率极显著下降 ,脂质过氧化作用减弱。水杨酸浸种提高了水分胁迫下玉米幼苗叶片蛋白质和叶缘素含量及叶绿素a/b值 ,增强了光合速率 ,同时也增强了叶片保水力和干重含水量 ,改善了植株体内的水分代谢。因此 ,水杨酸浸种可减轻水分胁迫对玉米幼苗的伤害。     

苯丙烯酸胁迫对黄瓜幼苗生长和抗氧化代谢特性的影响

采用营养钵土培的方法,研究了外源苯丙烯酸对津美1号、绿衣天使、C90和翠龙等不同黄瓜品种幼苗生长和叶片抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响.结果表明,外源苯丙烯酸胁迫对黄瓜幼苗生长具有很强的抑制作用,并随着胁迫浓度的增大受抑制的程度加强.在苯丙烯酸胁迫下,黄瓜叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氧酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性表现为低浓度升高,高浓度下降的趋势;超氧阴离子(O2-·)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量及渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量随着苯丙烯酸浓度的升高而显著增加.不同黄瓜品种对苯丙烯酸胁迫的响应存在着品种间差异.     

Ca~(2+)对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗根系活性氧代谢的影响

水培试验研究了外源Ca2+对苯丙烯酸(CA)胁迫下黄瓜幼苗根系的生长及活性氧代谢的影响,以探讨Ca2+缓解黄瓜CA毒害的生理机制.结果显示:CA胁迫导致黄瓜幼苗的根鲜重、主根长、一级侧根数下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性上升,过氧化氢酶(CAT)活性下降,超氧阴离子(O2.-)产生速率、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率显著增大,表明CA胁迫使细胞发生明显的氧化损伤和膜脂过氧化;Ca2+可缓解CA胁迫对根生长的抑制,提高SOD、CAT活性,降低POD活性、O2.-产生速率、H2O2含量、MDA含量、相对电导率,表明Ca2+减轻CA胁迫对黄瓜幼苗毒性的生理机制之一,在于增强其活性氧的清除能力以及对细胞膜的稳定作用.     

外源Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以黄瓜品种津春2号为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,NaCl胁迫下,黄瓜幼苗超氧阴离子自由基(O.2-)产生速率、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率显著升高,而株高、茎粗和生物量显著下降;盐胁迫下喷施Spd明显上调了Cu/Zn-超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)基因的表达,提高了SOD、POD活性,显著降低了黄瓜幼苗O.2-产生速率、H2O2含量、MDA含量和电解质渗透率,且植株株高、茎粗和干鲜重下降幅度降低。表明外源Spd可通过上调盐胁迫下Cu/Zn-SOD和POD基因的表达,使SOD和POD酶活性升高,有效清除活性氧,从而缓解膜脂过氧化伤害,进而缓解盐胁迫对植株生长的抑制。     

外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的影响

【目的】苯丙烯酸是黄瓜根系分泌的毒性较大的酚酸类物质之一,与黄瓜的连作障碍有密切关系。研究外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的缓解作用,初步探讨NO缓解黄瓜幼苗苯丙烯酸胁迫的生理机制。【方法】采用营养钵土培的方法,研究外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对200μmol·L-1苯丙烯酸胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗生长、抗氧化酶系统和活性氧代谢的影响。【结果】100μmol·L-1NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能显著缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株造成的伤害,可明显提高幼苗的生长量,增强叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、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,提高叶片叶绿素和脯氨酸(Pro)含量,降低了叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和超氧阴离子(产生速率。与100μmol·L-1SNP处理相比,50、200和400μmol·L-1SNP处理促进黄瓜幼苗生长、缓解叶片氧化损伤和提高抗氧化酶的活性的作用明显降低。【结论】外源NO能明显促进了苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗的生长,提高了抗氧化酶活性,降低了活性氧代谢,其中以100μmol·L-1SNP缓解效果最好。因此认为,外源NO的确能缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株的伤害,提高黄瓜幼苗对苯丙烯酸胁迫的耐性,减缓因自毒作用引起的连作障碍。     

脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢和渗调物质含量的影响

以抗热性较弱的黄瓜品种新泰密刺为材料,研究了外源脯氨酸(Proline,Pro)对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明,高温胁迫下,黄瓜幼苗叶片的超氧阴离子(O2-.)产生速率、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率(EL)显著升高,细胞膜受到了明显的过氧化伤害;Pro预处理通过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,增强了对活性氧(ROS)的清除能力,有效地缓解了由高温胁迫诱导的膜脂过氧化伤害;同时,Pro预处理提高了游离Pro、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,增强了植株的渗透调节能力,从而维持了植株体内的水分平衡。结果说明,外源Pro通过提高高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,来降低体内ROS水平,提高植株的渗透调节能力,从而缓解高温胁迫对黄瓜叶片的膜脂过氧化伤害。     

水杨酸对根际高温胁迫下黄瓜生理特性的影响

以黄瓜‘春秋王二号'为材料,研究了0.05—0.20 mmol/L水杨酸(SA)对35℃根际高温胁迫下黄瓜幼苗叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明:除0.20 mmol/L处理会降低脯氨酸(Pro)含量外,其他不同浓度水杨酸溶液均可显著降低超氧阴离子(0_2·~-)产生速率、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率(EL);显著提高了超氧歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白和脯氨酸(Pr0)含量。外源水杨酸缓解苗期根际高温胁迫具有剂量效应,以0.1 mmol/L的SA缓解根际高温造成的膜脂过氧化伤害效果最好。     

盐胁迫对美蕊花幼苗叶片活性氧代谢及清除系统的影响

盐胁迫环境下植物活性氧的代谢及其清除能力是衡量植物抗性的主要指标之一,不同浓度盐胁迫对植物生理代谢的影响存在差异。以美蕊花同一无性系幼苗为材料,研究不同浓度NaCl(0、25、50、100、200、300和400 mmol·L-1)胁迫下,美蕊花幼苗叶片活性氧代谢及保护酶活性0-72 h变化规律,结果表明:随着盐胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长,过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O-2)合成速率均显著上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的变化趋势,SOD、CAT和POD活性达到峰值的时间随盐胁迫浓度增加而提前。因此在胁迫中前期(0-48 h),中度(100、200 mmol·L-1)轻度(25、50 mmol·L-1)的盐胁迫下活性氧的清除系统是有效的。     

C02浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380μmol.mol-1)和倍增CO2浓度(760±20μmol.mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P<0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和T...     

干旱胁迫下外源物质对番茄幼苗活性氧代谢及光合作用的影响

以番茄品种‘金棚一号’为试验材料,研究不同外源物质(10mmol/L CaCl2、5mmol/L GABA、0.5mmol/L Put、0.5mmol/L Spd)对干旱胁迫下番茄幼苗活性氧代谢及光合作用的影响。结果表明:与对照相比,干旱胁迫处理抑制了番茄幼苗的生长,使幼苗光合系统Ⅱ(PSⅡ)能力降低,叶片可溶性蛋白质含量降低,游离氨基酸及可溶性糖含量升高,活性氧代谢的变化造成MDA积累;外源物质CaCl2、GABA、Put、Spd均可提高幼苗的株高、茎粗、干重和鲜重以及叶片中可溶性蛋白质、游离氨基酸、可溶性糖含量,通过提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低了O2.-产生速率、H2O2和MDA含量,维持较高的叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、ETR,从而在一定程度上缓解干旱胁迫对幼苗的伤害。平均隶属函数分析表明,不同外源物质缓解干旱胁迫的途径不同,外源添加Put处理缓解干旱胁迫的作用主要体现在促进植物生长方面,GABA处理则主要体现在减缓干旱胁迫对叶片光系统Ⅱ和活性氧代谢的伤害,Ca2+处理在增加渗透调节物质含量方面更为明显。     

干旱对植物影响的研究进展

干旱是影响植物生长和发育的主要非生物胁迫因素之一。从形态结构、生理生化和相关基因3个方面综述了干旱胁迫对植物的影响,包括植物根系、叶片、光合作用、渗透调节、活性氧代谢、植物激素以及相关基因,并对今后的研究方向进行了展望。     

园林地被植物抗旱机制研究进展

干旱是环境胁迫主要因子之一,严重影响植物的分布与生长发育。本文综述了园林地被植物的根、叶等形态结构特征与抗旱性的关系,总结了干旱胁迫下植物自身的渗透调节、光合生理、膜透性、活性氧代谢对干旱胁迫的响应机理及抗旱分子生物学研究进展。     

CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

 【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380 μmol?mol-1)和倍增CO2浓度(760±20 μmol?mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P＜0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和TPU,降低CO2补偿点(Γ*)和呼吸速率(Rd),而在干旱胁迫条件下各项指标之间差异不显著(中度干旱胁迫条件下 Γ*显著降低4.9%除外)。【结论】中度干旱胁迫条件下黄瓜叶片Pn的降低主要是气孔限制,而重度干旱胁迫条件下则是气孔和非气孔因素共同作用的结果,干旱胁迫可导致黄瓜幼苗光合电子传递和光合磷酸化能力显著降低;CO2浓度倍增可通过提高黄瓜叶片的净光合速率和降低蒸腾速率来提高干旱胁迫条件下叶片水分利用效率,在适度的干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增也可以通过提高叶片表观量子效率和光饱和的最大同化速率而提高光合性能。因此,推测在干旱或半干旱地区,设施CO2施肥技术或未来逐渐升高的大气CO2浓度可在一定程度上改善作物的水分状况和增强抗旱能力,提高水分利用效率,从而部分缓解干旱胁迫引起的负面效应。     

玉米抗旱机理研究进展

从水分状况、活性氧化谢、光合作用、内源激素与多胺、叶肉细胞超微结构等方面综述了我校近几年来玉米抗旱机理研究的内容与成绩，指出了存在的问题及今后的研究方向。     

外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

研究了营养液水培下黄瓜在外源NO供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响,结果表明:NaCl胁迫明显抑制了黄瓜幼苗的生长,降低了保护酶活性,而NaCl胁迫下加入0.1 mmol/L SNP可以显著降低·O2-的积累,缓解NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,同时能显著提高幼苗的可溶性蛋白含量,增强SOD...     

黄瓜品种干旱性鉴定指标初步分析

在日光温室条件下,研究了干旱胁迫对黄瓜不同品种株高、光合等生长及生理特性的影响及其与抗旱指数(DRI)之间的关系。结果表明:干旱胁迫下,植株生长受到不同程度的抑制,不同黄瓜品种的抗旱性与抗旱指数差异明显。DRI大的品种生长特性指标胁迫指数(SI)大于DRI小的品种,各品种干旱胁迫后光合速率下降,叶绿素含量普遍上升,但DRI大的品种两指标SI大于DRI小的品种。叶面积、光合速率和叶绿素含量的SI与DRI间呈显著正相关关系,因此初步认为该3项指标可以作为鉴定黄瓜抗旱性的参考指标。     

粳稻品种Dongjin在干旱胁迫下苗期生理反应

为了明确苗期水稻对干旱胁迫的生理反应,笔者从光合作用、水分生理、植株体内的氧化逆境、渗透调节物质代谢以及细胞膜的完整性等几个方面分析了粳稻品种Dongjin(OryzasativaL.subsp.japonica)在干旱胁迫处理下的生理变化。结果表明:干旱胁迫过程中,叶片的净光合速率与植株地上部相对含水量在处理5d内均已显著降低,5d后大幅度下降;植株地上部丙二醛含量的显著增加以及相对电导率的快速上升发生在处理5d以后,并且二者的变化趋势相类似;脯氨酸含量在处理6d时有所增加,处理6d后快速上升;叶片的活性氧含量在处理6d时略微下降,6d后逐渐上升,处理8d时显著升高。光合速率与相对含水量最先响应旱胁迫信号,与活性氧、丙二醛、脯氨酸含量和相对电导率一起可用作综合评价水稻苗期耐旱性的指标。     

利用甘蔗叶绿体荧光参数及活性氧代谢等指标评价甘蔗品种的耐旱性

利用ＯＳ５－ＦＬ叶绿素荧光仪研究干旱胁迫下蔗叶叶绿体荧光参数的变化及其与甘蔗耐旱性关系。应用干旱胁迫下蔗叶活性氧代谢变化等耐旱鉴定指标鉴定参试品种的相对耐旱性。结果表明,干旱胁迫下甘蔗生长受抑制,蔗叶叶绿素含量、相对含水量、叶绿体ＤＣＩＰ光还原活性下降,ＭＤＡ含量和质膜相对透性提高;叶绿体荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ、Ｆｖ／Ｆｏ、Ｔ１／２均明显降低,表明干旱胁迫使蔗叶光系统Ⅱ（ＰＳⅡ）原初光能转换效率、ＰＳⅡ潜在活性受到抑制;研究还表明干旱胁迫下蔗叶叶绿体光合量子产额（Ｙｉｅｌｄ）及其潜在活性（Ｆｄｓ／Ｆｓ）降低,说明干旱胁迫直接影响了光合作用的电子传递和二氧化碳同化过程。上述荧光参数的受抑程度因品种抗逆性能而异,不抗旱品种降幅明显高于抗旱品种。最后讨论了叶绿素荧光动力学在甘蔗抗旱育种及抗旱鉴定上应用的可能性。