东乡野生稻苗期根系耐冷性生理生化特性

利用沙培法,研究了耐冷性不同的东乡野生稻和水稻品种幼苗在不同低温胁迫下根系活力、CAT活性、POD活性及MDA含量等根系生理活性的变化规律。结果表明：不同耐冷性水稻品种在3叶1心期经过3d的不同低温胁迫后,其根系生理活性发生了显著变化。强耐冷东乡野生稻和东野1号的根系活力、CAT活性和POD活性都随着低温胁迫的加剧而呈现先降后升再降的趋势;冷敏感的2个籼稻品种的根系活力和CAT活性则一直呈下降趋势,POD活性却先升后降;4个水稻品种的MDA含量都随着低温胁迫的加剧而加幅上升,但2个冷敏感品种的增幅更大。另外,常温或轻微低温胁迫下,冷敏感品种的CAT活性和POD活性不一定比强耐冷品种低。因此,认为低温胁迫下根系活力和根系MDA含量的相对大小可作为耐冷性生理鉴定指标。     

东乡野生稻耐冷性生理研究Ⅰ——不同生育期相关生理指标变化规律

[目的]研究细胞内可溶性物质浓度、活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒性的生理影响。[方法]以东乡野生稻为材料,同时以2种普通栽培稻协青早B和农大288为对照,对比检测它们在各个生长时期叶片中的可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、POD活性、CAT活性、丙二醛（MDA）含量。[结果]在各个生长时期东乡野生稻叶片可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸含量均维持在较高的浓度;过氧化物酶也保持较高的活性;叶片组织中丙二醛含量波动不大,较对照水稻品种高。[结论]该研究为进一步探讨东乡野生稻耐寒生理的分子机理奠定了基础。     

东乡野生稻耐冷性生理研究Ⅰ——不同生育期相关生理指标变化规律(英文)

[目的]研究细胞内可溶性物质浓度、活性氧自由基清除能力对东乡野生稻耐寒性的生理影响。[方法]以东乡野生稻为材料,同时以2种普通栽培稻协青早B和农大288为对照,对比检测它们在各个生长时期叶片中的可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、POD活性、CAT活性、丙二醛(MDA)含量。可溶性糖含量测定采用苯酚-浓硫酸比色定糖法;游离脯氨酸含量测定采用茚三酮显色法;可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法;过氧化物酶(POD)活力测定采用愈创木酚法;过氧化氢酶(CAT)活性测定采用硫代硫酸钠滴定法;MDA含量测定采用硫代巴比妥酸法。[结果]在各个生长时期东乡野生稻叶片可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸含量均维持在较高的浓度。这些可溶性物质含量的高低对于植物抗逆性具有重要的意义,它们可能通过提高或维持细胞质的溶质浓度,来达到增强植株抗性的目的;在冬季,东乡野生稻叶片中POD活性水平高,有效地清除叶片细胞中由低温激发产生的活性氧自由基,从而起到保护细胞的作用;而其CAT活性低温条件下明显降低,这可能与POD与CAT的结构和作用机理不同有关;叶片组织中丙二醛含量波动不大,较对照水稻品种高。[结论]该研究为进一步探讨东乡野生稻耐寒生理的分子机理奠定了基础。     

水杨酸对盐胁迫下新单29玉米幼苗生理特性的影响

采用水培方法研究外源水杨酸对盐胁迫下新单29玉米幼苗根系、叶片抗氧化特性及相对含水量的影响。结果表明,盐胁迫显著提高了根系和叶片的膜透性、丙二醛含量及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性、过氧化氢酶(catalase,CAT)、根系抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性,但显著降低了根系和叶片的相对含水量。由此说明,盐胁迫加剧了新单29的氧化胁迫,并破坏了其水分平衡;同时新单29也通过增强根、叶相应的抗氧化酶活性来抵抗盐胁迫造成的伤害;外源0.9 mmol/L水杨酸处理可以显著提高盐胁迫下根系、叶片的POD、SOD、APX活性及相对含水量,并显著降低其膜透性和丙二醛含量,但却显著抑制了根系、叶片的CAT活性。综合研究结果可知,水杨酸可以提高新单29幼苗的抗氧化特性和相对含水量,从而抵御盐胁迫造成的伤害。     

东乡野生稻苗期根系形态性状耐冷性遗传分析

采用沙培法,应用主基因多基因混合遗传模型分析了低温胁迫下强耐冷的东乡野生稻与两个冷敏感籼稻所配组合6个世代材料苗期根系形态性状的遗传,发现东乡野生稻最长不定根长的遗传属于1对加性主基因+加性-显性多基因遗传,不定根数为2对显性-加性-上位性主基因遗传。其中主基因的遗传力都不是很高,表明环境对水稻根系耐冷性的遗传有着不可忽视的影响。     

重金属(Cd2+、Zn2+)胁迫对番茄幼苗抗氧化酶系统的影响

采用温室水培试验，研究不同浓度Cd^2 、Zn^2 对番茄幼苗抗氧化酶系统的影响。结果表明，随着Cd^2 、Zn^2 胁迫浓度的增大，番茄幼苗生长明显受抑制，生物量积累、株高和叶面积下降。番茄根系和叶片中的丙二醛(MDA)含量增加，而可溶性蛋白含量减少。抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(GAT)活性上升。酶活性高浓度下变化明显。叶片中SOD、CAT活性大于根系，但活性变化小于根系，而POD则相反。且叶片中活性变化高于SOD、APX、CAT。抗氧化酶活性的上升能够提高幼苗适应和抵抗重金属胁迫的能力。     

干旱胁迫对野生及栽培大豆幼苗生理特性及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了干旱胁迫对野生及栽培大豆生理特性及抗氧化酶活性的影响。即用相对含水量分别为80%、70%、60%、50%、40%、30%的土壤分别栽种野生大豆和栽培大豆,测定其根系活力、细胞膜透性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛（MDA）含量。结果表明：在同样的土壤相对含水量以及干旱胁迫程度下,相对于栽培大豆,野生大豆表现出高根系活力和抗氧化酶活性以及低细胞膜透性和丙二醛含量。由此可以说明野生大豆的抗干旱能力高于栽培大豆。     

亚精胺对水分胁迫下稻茬小麦幼苗抗氧化特性及根系活力的影响

为探讨亚精胺对水分胁迫下小麦幼苗生理的影响,以信麦9号小麦品种为材料,在Hoagland营养液培养条件下进行盆栽试验,设置正常供水(CK)、水分胁迫(WL)和水分胁迫+1 mmol/L亚精胺(WL+Spd)3个处理,分析了水分胁迫对小麦根系活力、叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响。结果表明,水分胁迫下小麦幼苗的相对干质量增长速率、可溶性蛋白含量、根系活力和叶片抗氧化酶活性均显著下降,而叶片的丙二醛(MDA)含量、相对电解质渗透率(RELR)和游离脯氨酸(Pro)含量均显著上升。喷施Spd后小麦幼苗的相对干质量增长速率、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和根系活力均有明显提高,MDA含量和RELR下降,而叶片中可溶性蛋白和Pro的增幅不显著;与水分胁迫处理相比,WL+Spd处理的小麦幼苗相对干质量增长速率、SOD活性、POD活性和根系活力分别提高了17.4%、24.8%、12.3%、45.1%,MDA含量和RELR分别下降了34.8%、11.8%。试验表明,Spd通过提高小麦叶片中抗氧化代谢酶活性来降低MDA含量,提高可溶性蛋白和Pro的积累量,从而缓解水分胁迫对小麦幼苗的伤害。     

AMF对低温胁迫下黄瓜幼苗生长和叶片抗氧化系统的影响

[目的]研究丛枝菌根真菌(arbuscular mucorrhiz fungi,AMF)对低温胁迫下黄瓜(Cucumis sativusL.)幼苗生长和抗氧化酶活性等生理指标的影响.[方法]以黄瓜品种‘津春2号'为试材,利用人工气候箱进行低温处理(昼/夜,15/10℃),研究低温胁迫下接种AMF对黄瓜幼苗生长、电解质渗透率、根系活力和叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质含量及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响.[结果]与低温胁迫的未接菌对照相比,接种AMF可以使低温胁迫下黄瓜幼苗的株高增长量、茎粗增长量、地上部和地下部鲜质量的增长量、地上部和地下部干质量的增长量均显著提高,可溶性蛋白含量增加10.24%,根系活力提高178.32%,POD、SOD、CAT活性分别提高57.63%、6.72%和35%,MDA含量和电解质渗透率分别降低11.05%和16.08%.[结论]接种AMF可通过促进低温胁迫下黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白的大量积累和抗氧化酶活性的提高,来降低膜脂过氧化水平,从而增强黄瓜幼苗对低温胁迫的适应性.     

外源尸胺增强黄瓜幼苗耐冷性的生理机制

以黄瓜耐冷材料长春密刺、冷敏材料北京截头为试材,利用人工气候箱进行低温(12℃/7℃,昼/夜)及恢复处理,研究低温胁迫下外源尸胺(Cad)对黄瓜幼苗电解质渗透率、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及叶绿素荧光参数的影响。与对照相比,Cad处理可以使低温胁迫下长春密刺、北京截头的电解质渗透率分别降低18.61%、9.54%,MDA含量分别降低13.13%、12.54%,可溶性蛋白质含量分别增加16.99%、11.20%,可溶性糖含量分别提高9.35%、2.90%,脯氨酸含量分别上升20.54%、17.36%;使SOD、POD、CAT、APX的活性均显著上升,分别提高9.64%和8.42%、19.83%和18.97%、31.95%和41.29%、10.66%和17.13%;同时可改善幼苗叶绿素荧光参数的变化。在低温胁迫条件下,外源尸胺通过促进黄瓜幼苗叶片可溶性物质含量的增加及抗氧化酶活性水平的提高,来降低膜脂过氧化水平,从而增强黄瓜幼苗的抗冷性。     

Effect and Mechanism of Cold Tolerant Seed-Coating Agents on the Cold Tolerance of Early Indica Rice Seedlings

To better understand the effect and mechanism of cold tolerant seed-coating agents on the cold tolerance of rice seedlings, the physiological and biochemical effects of four cold tolerant seed-coating agents （HET, YKJ, YKZYJ, and the ABA seed coating agents） on two early indica rice varieties were studied under chilling stress. The results showed that the rice seedlings treated with cold tolerant seed-coating agents under chilling stress maintained dramatically higher root vigor, POD, CAT and SOD activities, and chlorophyll content, had lower MDA content and electrolyte leakage, and accumulated more soluble sugar and free proline, when compared with the control without the treatment, and finally showed lower plant injury rate. It was indicated that the cold tolerant seed coating agent improved the ability of rice seedlings in resisting to chilling stress. YKZYJ was ranked the first in terms of the efficiency in cold tolerance among the four cold tolerant seed-coating agents tested.     

抗寒种衣剂对早籼稻秧苗抗寒性的影响及其作用机理的研究

【目的】探明抗寒种衣剂对水稻秧苗抗寒性的影响及其作用机理。【方法】研究了两个早籼稻品种经4种抗寒种衣剂（HET种衣剂、YKJ种衣剂、YKZYJ种衣剂和ABA种衣剂）包衣处理后在低温胁迫下的若干生理生化效应。【结果】在低温胁迫下，抗寒种衣剂处理使秧苗根系活力、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性和叶绿素含量维持较高水平，丙二醛（MDA）含量和电解质外渗率降低，可溶性糖和游离脯氨酸大量积累，受害株率大幅下降。【结论】抗寒种衣剂增强了秧苗抵抗低温胁迫的能力；4种抗寒种衣剂的抗寒效果以YKZYJ种衣剂最优，YKJ和ABA种衣剂次之，HET种衣剂再次。     

牛耳朵幼苗对低温胁迫的生理响应

【目的】探明牛耳朵对低温胁迫的生理响应,为其人工栽培提供理论参考。【方法】牛耳朵幼苗在5℃下处理12、24、36h,然后在25℃下恢复生长24、48h,分别测定各处理叶绿素荧光参数、叶片相对含水量、电解质外渗率、SOD活性、MDA含量等生理指标。【结果】叶绿素荧光参数（Fv/Fm）值随低温处理时间延长而下降,处理结束后可逐渐恢复正常;叶片含水率呈下降趋势但不明显;电解质外渗率随低温处理时间的延长而增加,恢复生长后开始降低;SOD活性、MDA含量均随着低温处理时间呈先增加后降低趋势,但处理结束后均可逐渐恢复。【结论】5℃连续处理36h以内对牛耳朵植株造成一定的生理胁迫,但在胁迫停止后可逐渐恢复正常,不会造成致命伤害。     

低温下外源水杨酸对水稻幼苗光合作用的影响

以水稻(Oryza sativa L.)品种西农优1号为材料,用0.5 mmol/L外源水杨酸(SA)对水稻幼苗进行叶面喷施和灌根预处理。结果表明,用0.5 mmol/L SA预处理使水稻幼苗叶片在低温胁迫下总叶绿素含量增加,气孔导度及胞间CO2含量下降,净光合速率增加,电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量降低。说明SA可能为低温胁迫下水稻幼苗的光合器官提供保护作用,从而减轻低温胁迫对水稻幼苗的伤害,提高水稻幼苗的抗寒性。     

牛耳朵幼苗对低温胁迫的生理响应

【目的】探明牛耳朵对低温胁迫的生理响应,为其人工栽培提供理论参考。【方法】牛耳朵幼苗在5℃下处理12、24、36 h,然后在25℃下恢复生长24、48 h,分别测定各处理叶绿素荧光参数、叶片相对含水量、电解质外渗率、SOD活性、MDA含量等生理指标。【结果】叶绿素荧光参数（Fv / Fm）值随低温处理时间延长而下降,处理结束后可逐渐恢复正常;叶片含水率呈下降趋势但不明显;电解质外渗率随低温处理时间的延长而增加,恢复生长后开始降低;SOD活性、MDA含量均随着低温处理时间呈先增加后降低趋势,但处理结束后均可逐渐恢复。【结论】5℃连续处理36 h以内对牛耳朵植株造成一定的生理胁迫,但在胁迫停止后可逐渐恢复正常,不会造成致命伤害。     

转铁蛋白基因水稻抗Fe2+能力分析

[目的]研究转铁蛋白基因水稻对Fe2+胁迫的生理响应。[方法]采用溶液培养法,对参试水稻进行Fe2+胁迫(200 mg/L)处理,测定其株高、生物量、Fv/Fm及质膜伤害。[结果]Fe2+胁迫下,参试水稻生长受到明显抑制,株高和生物量下降,Fv/Fm下降,MDA含量和电解质渗漏增加。与非转基因对照相比,转铁蛋白植株各测定参数受Fe2+胁迫影响较小,差异显著(P0.05)。[结论]水稻中铁蛋白的表达可降低过量Fe2+对植株光合作用的影响和对叶片质膜的损伤,从而减轻Fe2+胁迫对植株生长的抑制作用,提高了植物抗铁毒的能力。     

Combining QTL mapping and expression profile analysis to identify candidate genes of cold tolerance from Dongxiang common wild rice(Oryza rufipogon Griff.)

Rice(Oryza sativa L.), a tropical and subtropical crop, is susceptible to low temperature stress during seedling, booting, and flowering stages, which leads to lower grain quality levels and decreasing rice yields. Cold tolerance is affected by multiple genetic factors in rice, and the complex genetic mechanisms associated with chilling stress tolerance remain unclear. Here, we detected seven quantitative trait loci(QTLs) for cold tolerance at booting stage and identified one cold tolerant line, SIL157, in an introgression line population derived from a cross between the indica variety Guichao 2, as the recipient, and Dongxiang common wild rice, as the donor. When compared with Guichao 2, SIL157 showed a stronger cold tolerance during different growth stages. Through an integrated strategy that combined QTL-mapping with expression profile analysis, six candidate genes, which were up-regulated under chilling stress at the seedling and booting developmental stages, were studied. The results may help in understanding cold tolerance mechanisms and in using beneficial alleles from wild rice to improve the cold tolerance of rice cultivars through molecular marker-assisted selection.