铅胁迫对姜叶片活性氧代谢的影响

以‘莱芜大姜’为试材,采用污灌方式研究不同水平铅（Pb）胁迫（土壤Pb 含量分别为0、150、450 和1 350 mg · kg-1）对姜叶片活性氧代谢的影响。结果表明,随Pb 胁迫水平的升高及胁迫时间的延长,姜叶片中生成速率和H2O2 含量显著升高,但过度Pb 胁迫则使其降低,而丙二醛（MDA）含量和电解质渗漏率则持续增加。Pb 胁迫40 d 时,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）等抗氧化酶活性随Pb 胁迫水平的升高显著增强,还原型抗坏血酸（AsA）、总抗坏血酸（AsA + DHA）及还原型谷胱甘肽（GSH）、总谷胱甘肽（GSH + GSSG）等抗氧化物质含量显著升高,AsA/DHA、GSH/GSSG 比值显著增加;随胁迫时间的增加,抗氧化酶活性及抗氧化物质含量则多以150 mg · kg-1 的轻度Pb 胁迫的较高,过度的Pb 胁迫则使其显著降低,表明AsA-GSH 循环遭受严重破坏。     

低温胁迫对草莓叶片SOD和AsA-GSH循环酶系统的影响

以草莓试管苗为试材,研究低温胁迫对草莓离体叶片抗坏血酸、脱氢抗坏血酸含量和SOD以及抗坏血酸 -谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中4种酶活性的影响。结果表明,低温胁迫导致超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性上升,脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性下降;同时使还原态抗坏血酸含量下降而脱氢抗坏血酸含量上升。随着低温处理时间延长,过多活性氧不能被防御体系有效清除,植物受到伤害。试验结果还表明,抗坏血酸过氧化物酶具有较强的氧化还原抗坏血酸的能力,单脱氢抗坏血酸还原酶是AsA-GSH循环再生抗坏血酸的主要酶。     

马铃薯抗坏血酸含量及其代谢相关酶活性关系的研究

 为探讨马铃薯不同器官中抗坏血酸(AsA) 含量及其代谢相关酶活性关系, 研究了马铃薯幼叶、功能叶、老叶、茎和块茎中AsA和其氧化态脱氢抗坏血酸(DHA) 的含量与L - 半乳糖- 1, 4 - 内酯脱氢酶( GalLDH) 、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR) 、谷胱甘肽还原酶( GR ) 、抗坏血酸过氧化物酶(APX) 、抗坏血酸氧化酶(AO) 和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR) 等6种酶活性之间的相关性。结果表明, 马铃薯AsA在幼叶和块茎中含量很高。叶片和茎的抗坏血酸库(AsA与DHA之和) 水平与GalLDH活性显著相关, 而AsA含量与DHAR活性显著相关, DHA含量与APX活性显著相关。说明在马铃薯幼叶中高含量的AsA可能由于GalLDH和DHAR的高活性; 而块茎中AsA的积累, 主要来自于叶片的运输和DHAR催化的DHA再生。     

外源褪黑素对硝酸盐胁迫条件下黄瓜幼苗抗氧化系统的影响

以‘津春4号’黄瓜为试验材料,采用灌根的方法研究了外源褪黑素（MT）对硝酸盐胁迫下幼苗抗氧化系统的影响,为MT在设施蔬菜生产中的应用提供参考。结果表明：硝酸盐胁迫处理后,黄瓜幼苗叶片中超氧阴离子（）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量显著增加;抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量及活性均下降;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性在硝酸盐胁迫3 d时,过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫6 d时,脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性在胁迫9 d时均达最高,之后又逐渐下降;单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）活性则持续降低。MT处理可有效抑制硝酸盐胁迫条件下黄瓜幼苗中  的产生速率及H₂O₂和MDA的积累,提高AsA和GSH含量及活性,增强SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR、GR活性,提高叶片的光合速率及干物质积累。这些结果说明,MT可减缓硝酸盐胁迫的危害,提高黄瓜幼苗对硝酸盐的耐性,且100 μmol · L^-1 MT处理效果最佳。     

红肉脐橙发育过程中抗氧化系统与活性氧的变化

 以红肉脐橙果肉为材料, 比较了不同时期谷胱甘肽(GSH) 、抗坏血酸(AsA) 含量及相关酶活性和活性氧(AOS) 产生速率的变化。结果表明: 果肉在整个发育过程中, 脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR) 活性在很大程度上可以促进AsA积累, 两者呈显著的正相关( r = 0.870, P <0.05) , 并且与抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD) 活性在动态上彼此消长; 谷胱甘肽还原酶(GR) 的变化趋势与GSH相同,呈单峰型的变化, 两者的相关系数为r = 0.978 ( P < 0.01) ; AsA /DHAsA和GSH /GSSG比率在整个发育过程中呈下降的趋势, 而活性氧(H₂O₂ , O₂^·) 水平一直呈上升变化。     

谷胱甘肽对切花月季‘Samantha’失水胁迫耐性的影响

采用外源谷胱甘肽（GSH）及其生物合成关键酶γ–谷氨酰半胱氨肽合成酶（γ-ECS）的专一抑制剂丁胱亚磺酰胺（BSO）分别处理切花月季‘Samantha’花枝基部,以提高或降低花瓣中的GSH含量,研究GSH对月季切花失水胁迫耐性的影响,以及花瓣中抗坏血酸–谷胱甘肽（AsA-GSH）循环对失水胁迫的响应。结果表明：提高花瓣中GSH的含量,明显提高了失水胁迫24 h后切花的复水率,延长了瓶插寿命;相反,BSO预处理降低了花瓣中的GSH含量,从而降低了切花的失水胁迫耐性。GSH预处理在明显提高失水胁迫和复水期间花瓣中GSH总含量和还原型GSH含量的同时也提高了抗坏血酸（AsA）的含量;AsA-GSH循环中两个关键酶抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）的活性也明显高于胁迫对照,并且MDA的含量明显降低。BSO预处理则产生相反的效果。这些结果表明,GSH能够通过提高AsA-GSH循环的抗氧化能力来增强月季切花的失水胁迫耐性。     

H2S与ABA缓解低温胁迫对黄瓜幼苗氧化损伤的交互效应

为了探明硫化氢（H2S）与脱落酸（ABA）在提高植物耐冷性中的互作关系,以黄瓜幼苗为试材,叶面分别喷施1.0 mmol · L-1硫氢化钠（NaHS,H2S供体）、0.15 mmol · L-1次牛磺酸（HT,H2S清除剂）、50 μmol · L-1ABA、3 mmol · L-1 Na2WO4（钨酸钠,ABA合成抑制剂）、3 mmol · L-1 Na2WO4 + 1.0 mmol · L-1 NaHS、0.15 mmol · L-1 HT + 50 μmol · L-1 ABA及去离子水（H2O）,研究低温（8 ℃昼/5 ℃夜）胁迫下H2S和ABA对黄瓜幼苗活性氧积累及抗氧化系统的影响。结果表明,低温胁迫48 h,NaHS和ABA预处理的幼苗冷害指数显著降低。ABA可以提高L–/D–半胱氨酸脱巯基酶（LCD/DCD）活性及其基因表达量,促进内源H2S产生;NaHS处理的9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）活性及其基因相对表达也明显增加,内源ABA含量快速升高。低温下NaHS和ABA处理均可减少活性氧积累,提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性与基因相对表达量,增加抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量及还原型/氧化型抗坏血酸（AsA/DHA）和还原型/氧化型谷胱甘肽（GSH/GSSG）比例,从而减轻低温胁迫对黄瓜幼苗的过氧化伤害。ABA合成抑制剂Na2WO4处理后,H2S对黄瓜幼苗抗氧化能力的促进效应明显减弱;同样,ABA对黄瓜幼苗活性氧的调控作用也被H2S清除剂HT所逆转。可见,H2S和ABA可诱导黄瓜幼苗耐冷性,二者在信号转导过程中存在交互效应和“对话”机制。     

水杨酸对根际低氧胁迫八棱海棠幼苗活性氧代谢的影响

 采用营养液水培系统,以苹果砧木八棱海棠(Malus robusta Rehd.)为试材,用叶面喷施的方法,研究了外源水杨酸(salicylic acid ,SA)对根际低氧胁迫下八棱海棠叶片活性氧(ROS)代谢的影响。结果表明：低氧胁迫下八棱海棠叶片丙二醛(MDA)、超氧阴离子 (O₂)、过氧化氢(H₂O₂)、谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化酶活性均高于对照,而抗坏血酸(AsA)含量低于对照;外源SA明显抑制MDA和O₂的积累,显著增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性。说明SA作为化学诱抗剂,可抑制低氧胁迫下苹果幼苗体内活ROS的产生,提高抗氧化酶的活性,降低膜脂过氧化水平,从而减轻低氧胁迫对植株的伤害。     

外源NO对高温胁迫下姜叶片活性氧代谢的影响

为探讨姜对高温胁迫的生理响应特性,采用砂培法,研究了高温对姜叶片活性氧代谢的影响及培养液添加NO供体硝普钠（SNP）缓解高温胁迫的作用。结果表明,高温胁迫显著降低姜叶片色素含量,增加产生速率及H₂O₂和MDA含量;叶片SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性在高温胁迫初期增强,随胁迫时间延长急剧下降;同时,AsA–GSH循环遭受破坏。外源添加0.1 mmol · L^-1 SNP能显著增强姜叶片的抗氧化酶活性,降低叶片ROS水平,减轻膜脂过氧化程度,维持AsA–GSH循环系统的稳定性;降低叶片色素降解,有效缓解高温对姜叶片造成的伤害,增强其耐热性。     

NO 和ABA 对辣椒幼苗自毒作用缓解的生理生化机制

 为探究NO 和ABA 对辣椒幼苗自毒作用缓解的生理生化机制,以蛭石珍珠岩混合基质栽培 的辣椒‘陇椒2 号’幼苗为材料,用连作3 年辣椒的土壤和基质浸提液浇灌幼苗,研究喷施外源SNP（NO 供体,150 μmol · L-1）和ABA（100 μmol · L-1）对自毒作用下辣椒幼苗叶片的抗氧化酶活性、抗氧化剂 和渗透调节物质含量、膜脂过氧化损伤的影响。结果表明,土壤和基质浸提液均导致辣椒幼苗叶片超氧 化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,以及脱氢抗坏血酸（DHA）含量 的下降;还原型抗坏血酸（AsA）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量,以及相对电导率 和AsA/DHA 上升;土壤浸提液胁迫程度显著大于基质浸提液。外源NO 和ABA 处理显著提高辣椒幼苗 叶片的SOD、POD 和CAT 活性,以及Pro 和可溶性蛋白含量,降低MDA 含量和相对电导率,显著促进 AsA 含量升高和DHA 含量下降,维持较高的AsA/DHA,NO 对自毒作用下辣椒幼苗氧化损伤的缓解效应 显著好于ABA。研究结果表明外源NO 和ABA 通过提高自毒作用下辣椒抗氧化酶活性、渗透调节物质含 量和AsA/DHA 比值,有效地阻止辣椒体内MDA 积累和电解质渗漏,缓解自毒作用对辣椒幼苗造成的膜 脂过氧化,增强辣椒的抗逆性。     

Ascorbate levels and the activity of key enzymes in ascorbate biosynthesis and recycling in the leaves of 22 Chinese persimmon cultivars

The objective of this study was to determine diversities of ascorbic acid (AsA) and activities of enzymes involved in AsA metabolism, and to determine their relationships to AsA content in the leaves of Chinese persimmon (Diospyros kaki) cultivars. Results showed that there were huge differences not only in the contents of AsA and glutathione (GSH) but also in the enzyme activities of l-galactono-1,4-lactone dehydrogenase (GLDH, EC 1.3.2.3), dehydroascorbate reductase (DHAR, EC 1.8.5.1), monodehydroascorbate reductase (MDHAR, EC 1.6.5.4), ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.11) and glutathione reductase (GR, EC 1.6.4.2) in the leaves of 22 Chinese persimmon cultivars. Control of AsA levels mainly depended on the capacity for biosynthesis and GLDH activity played a main role in determining AsA levels in the leaves of persimmon. Both MDHAR and DHAR, MDHAR in particular, also played an important role in maintaining AsA redox state by reducing oxidized AsA back to AsA. But contents of GSH and hydrogen peroide (H₂O₂) and activity of APX were not significantly correlated with AsA content in the leaves of persimmon.     

干旱胁迫下外源ABA对姜叶片活性氧代谢的影响

为探讨外源ABA调控姜干旱胁迫的生理机制,以‘莱芜大姜’为试材,采用砂培,通过模拟干旱（5% PEG）和根系外施ABA（0.05 mmol ? L-1）,研究ABA对姜叶片活性氧代谢的影响。结果表明,外源ABA显著增加了姜叶片内源ABA含量,且以干旱胁迫下增加量为最多;同时,外源ABA亦有利于保持姜叶片较高的相对含水量。姜根系外施ABA早期,植株叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性均增强,进而显著降低了叶片中超氧阴离子（）产生速率及过氧化氢（H2O2）含量,延缓了膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量的增加;虽外源ABA处理后期,随干旱胁迫时间的延长,外施ABA处理植株叶片抗氧化酶活性有所降低,但其活性氧水平及MDA含量仍显著低于单一的干旱胁迫处理。表明外施0.05 mmol ? L-1ABA有利于维持姜叶片活性氧代谢的正常进行,降低膜脂过氧化水平,增强植株抗干旱能力。     

Melatonin alleviates cold-induced oxidative damage by regulation of ascorbate–glutathione and proline metabolism in melon seedlings (Cucumis melo L.)

Cold stress is one of the most detrimental environmental factors affecting plant growth and development. Melatonin (MEL), a natural indoleamine compound, responds to various environmental cues. To explore the role of MEL in the response of melon (Cucumis melo L.) seedlings to cold stress, the effects of exogenous MEL on the ascorbate–glutathione (AsA–GSH) cycle and proline metabolism were investigated. Melon seedlings were sprayed with various concentrations of MEL (0, 50, 100, 200, or 400 μM), then exposed to cold stress, 12/6°C (day/night) for 7 d, followed by recovery at 28/18°C for another 7 d. The results showed that MEL, especially the 200 μM treatment, dramatically alleviated growth inhibition caused by cold stress, manifested by increased plant growth and decreased O₂^?¯ production rate and malondialdehyde content. Importantly, exogenous application of MEL enhanced the ratios of reduced and oxidized forms of AsA (AsA/DHA) and GSH (GSH/GSSG), and the activities of ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), and dehydroascorbate reductase (DHAR) involved in the ascorbate–glutathione (AsA–GSH) cycle in melon seedings grown under cold stress. Besides, MEL pretreatment further increased the contents of proline and soluble protein under cold stress. The results reveal that protective effects of MEL against cold stress in melon seedlings are most likely associated with the regulation of the AsA–GSH cycle and proline metabolism as an effective antioxidant system.