外源H_2S对盐碱胁迫下裸燕麦幼苗生长和生理特性的影响

为探讨外源H_2S缓解植物盐碱胁迫伤害的生理机制及适宜喷施浓度,以裸燕麦为材料,采用盆栽砂培方法,在根部浇灌50 mmol·L~(-1)盐碱混合溶液(NaCl︰Na_2SO_4︰NaHCO_3︰Na_2CO_3=12︰8︰9︰1),同时叶面喷施不同浓度H_2S供体NaHS(0、25、50、100、200、400μmol·L~(-1)),分析了盐碱胁迫条件下外源H_2S对幼苗生长及叶片内源H_2S和光合色素含量、活性氧代谢和渗透物质积累的影响。结果表明,盐碱胁迫下裸燕麦幼苗叶片L-半胱氨酸脱巯基酶活性和H_2S含量均随NaHS喷施浓度的增大而显著提高;喷施25～100μmol·L~(-1) NaHS能够缓解盐碱胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制,喷施200～400μmol·L~(-1) NaHS时幼苗生长受抑加重。喷施25～400μmol·L~(-1) NaHS均不同程度提高了盐碱胁迫下裸燕麦叶片叶绿素、类胡萝卜素和谷胱甘肽含量,对抗坏血酸和可溶性蛋白质含量影响不大,使超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛含量和质膜相对透性显著降低或变化不显著;25～200μmol·L~(-1) NaHS处理下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均不同程度提高,过氧化物酶(POD)活性和游离氨基酸含量显著下降或变化不显著,400μmol·L~(-1) NaHS处理降低了SOD、CAT、APX和POD活性及游离氨基酸、脯氨酸含量;25μmol·L~(-1) NaHS处理显著降低了可溶性糖含量,50～400μmol·L~(-1) NaHS处理的可溶性糖含量不同程度提高。隶属函数综合评价显示,喷施25～200μmol·L~(-1) NaHS提高了盐碱混合胁迫下裸燕麦幼苗的综合评价值(D),400μmol·L~(-1) NaHS处理的D值显著下降。综合以上结果,喷施适宜浓度NaHS(25～100μmol·L~(-1))可通过调节活性氧代谢和渗透溶质脯氨酸和可溶性糖积累缓解盐碱胁迫造成的氧化伤害和生长抑制,从而增强裸燕麦对盐碱胁迫的耐性。     

外源脱落酸缓解小麦幼苗铜胁迫伤害的生理机制初探

为了解脱落酸(ABA)缓解小麦幼苗铜胁迫伤害的生理机制,采用营养液培养方法,研究了外源ABA对0.5mmol·L~(-1) Cu~(2+)胁迫下小麦幼苗叶绿素、可溶性糖含量及抗氧特性的影响。结果表明,0.5mmol·L~(-1) Cu~(2+)胁迫对小麦幼苗伤害明显,降低了叶片叶绿素和可溶性糖含量及根、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性,提高了根和叶片丙二醛含量。铜胁迫下,添加1μmol·L~(-1) ABA可显著提高小麦幼苗叶片叶绿素和可溶性糖含量及根和叶片过氧化物酶(POD)、叶片SOD活性,降低叶片铜含量。说明适宜浓度的外源ABA可通过调节渗透调节物质含量、增强抗氧化酶活性来减轻铜胁迫对小麦幼苗的伤害,提高其抗铜胁迫能力。     

外源抗坏血酸对镉毒害小麦幼苗的缓解作用

为了解抗坏血酸(AsA)对Cd2+毒害小麦幼苗生长的缓解作用,以小麦品种周麦27为材料,采用室内水培法分析了在Cd2+胁迫下小麦幼苗经不同浓度AsA处理后的生长及生理变化。结果表明,外源AsA能显著提高Cd2+胁迫下小麦幼苗的株高、根长、地上部干重、根系干重、根系活力、光合色素含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,显著降低丙二醛含量和相对电导率以及叶片胞间CO2浓度。说明Cd2+胁迫下外源AsA可以通过提高小麦幼苗渗透调节物质含量及抗氧化酶活性来清除活性氧自由基,减少其对光合色素蛋白大分子的攻击作用,降低膜脂过氧化伤害程度,维持光合作用和细胞膜的稳定性,从而缓解了Cd2+对幼苗生长的毒害作用,其中以35mg·L-1 AsA的缓解效果最好。     

低温条件下小麦返白系叶片中H2O2累积的原因初探

为了研究低温处理下小麦叶色阶段性白化品种返白系与对照品种矮变1号叶片的H_2O_2含量是否存在差异,并初步分析导致差异的原因,采用DAB组织染色法检测返白系和矮变1号在4℃低温处理90 d、25℃下恢复培养10 d时叶片H_2O_2含量的动态变化,测定4℃低温处理下返白系和矮变1号中表征光合电子传递效率的荧光参数F_v/F_m和qP,并采用qRT-PCR方法分析返白系和矮变1号中几个光合电子传递体基因及质体H_2O_2清除相关基因的表达模式。结果显示,低温处理下,矮变1号叶片中H_2O_2含量变化不大,返白系叶片中H_2O_2会大量累积;低温处理下,返白系叶片的叶绿素荧光参数F_v/F_m、qP都明显低于矮变1号。同时,低温下返白系光合电子传递链中部分电子传递体亚基基因petD、petN、ndhB和ndhK,以及质体H_2O_2清除相关基因 APX4和 HO1的表达量低于矮变1号。这些结果表明,低温处理下,相较于矮变1号,返白系叶片中会累积大量的H_2O_2。返白系质体中光合电子传递受阻引起电子泄露,同时质体中清除活性氧的能力下降,可能是导致返白系叶片中积累大量H_2O_2的原因。     

碱胁迫下燕麦幼苗对外源过氧化氢的生理响应

为探讨过氧化氢(H_2O_2)对碱胁迫下植物的生理调节作用,以燕麦品种定莜6号的幼苗为材料,采用沙培方法,设置0、50和150μmol·L~(-1)三个H_2O_2浓度水平,研究了外源H_2O_2对100mmol·L~(-1) NaHCO_3胁迫下燕麦叶片活性氧代谢、渗透溶质积累和幼苗生长的影响。结果表明,NaHCO_3胁迫下,与不添加H_2O_2处理(0μmol·L~(-1))相比,50和150μmol·L~(-1) H_2O_2处理均不同程度降低了燕麦叶片超氧阴离子、H_2O_2、丙二醛、可溶性糖含量和细胞质膜的相对透性,明显提高可溶性蛋白质、脯氨酸和类胡萝卜素含量及叶绿素a/b值。NaHCO_3胁迫下,50μmol·L~(-1) H_2O_2处理的燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量下降,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(AsA)含量提高;150μmol·L~(-1) H_2O_2处理则提高了SOD、POD、APX活性和AsA含量,降低了CAT活性,对GSH含量无明显影响。50μmol·L~(-1) H_2O_2显著缓解了NaHCO_3胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,150μmol·L~(-1) H_2O_2的缓解效应不明显。     

不同品种小麦种子萌发和幼苗生长对镉胁迫的响应

为了明确不同品种小麦种子萌发和幼苗生长对Cd胁迫响应的差异,以对Cd耐性不同的2个小麦品种(丰优2号和丰优9870)为材料,研究了Cd胁迫对小麦种子萌发、幼苗生长、α-淀粉酶和抗氧化酶活性的影响.结果表明,Cd胁迫显著影响了发芽指数、活力指数和根生长,幼苗根和芽要比种子萌发对Cd敏感,根较芽更敏感.随着Cd~(2+)浓度的增加,幼苗根、叶中的MDA含量、G-POD活性明显增加,SOD活性呈现先增加后降低的趋势,而CAT、APX和α-淀粉酶活性呈下降趋势,且Cd~(2+)浓度越高下降幅度越大.两个小麦品种在种子萌发过程中受Cd的毒害程度不同,其中对丰优2号的影响更明显,在较高浓度Cd~(2+)胁迫下,丰优2号的α-淀粉酶、CAT、APX活性明显低于耐Cd品种丰优9870,说明Cd胁迫对前者的毒害更严重.     

外源褪黑素对铬（Cr6+）胁迫下小麦幼苗光合特性和养分吸收的影响

为明确褪黑素对铬（Cr⁶⁺）胁迫下小麦幼苗光合和养分吸收的调节作用,在水培条件下以豫麦51（铬敏感型）和扬麦16（耐铬型）为材料,分析了Cr⁶⁺胁迫下外源褪黑素预处理（100 μmmol·L_-1）后小麦幼苗光合和荧光参数及养分含量的变化。结果表明,Cr⁶⁺胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、气孔导度（G_s）和光系统 Ⅱ（PS Ⅱ）活性,导致光合速率（P_n）显著降低;Cr⁶⁺胁迫也显著减弱了根系对营养元素（N、P、K、Mg、Fe和Mn）的吸收和转运。外源褪黑素处理显著提高了Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗的P_n、G_s、叶绿素（a和b）含量、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、最大光化学效率（F_v/F_m）、光化学淬灭（qL）和电子传递能力（ETR）,增加了根系和叶片营养元素的含量。综合来看,外源褪黑素会促进Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗对养分的吸收与转运、气孔开放、CO₂传导、光能吸收和电子传递,从而缓解Cr⁶⁺对于小麦幼苗光合的抑制作用。     

外源脯氨酸对镍胁迫下小麦幼苗生长的影响

为探究外源脯氨酸对镍胁迫下小麦根系生长发育的影响,以小麦品种轮选988为材料,采用溶液培养法,研究了不同浓度的脯氨酸对10μmol·L~(-1) Ni~(2+)胁迫下小麦幼苗株高和根系生长的影响。结果发现,镍胁迫严重抑制小麦生长;而外施脯氨酸对小麦幼苗的株高和根系生长的各项指标均有正向效应,以外施5mmol·L~(-1)脯氨酸的效果最好。与单独Ni~(2+)胁迫相比,外施5mmol·L~(-1)脯氨酸后,小麦幼苗根长、株高、根鲜重和根干重分别上升了24.8%、12.5%、16.0%和20.0%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)活性分别升高了54.30%、43.00%、13.08%、67.67%;超氧阴离子(O_2~-·)自由基、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量分别下降了56.65%、34.54%、32.35%;渗透调节物质游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖的含量均显著下降;根系活力上升了233.83%。外源脯氨酸可以显著提高小麦根的抗氧化能力,进而增强小麦的抗逆性,缓解镍对小麦根系的毒害作用。     

外源过氧化氢对盐胁迫下水稻幼苗根系生长和抗氧化系统的影响

通过添加外源H_2O_2的方式,研究了H_2O_2对盐胁迫下水稻幼苗根系形态和抗氧化系统的影响。结果表明,低浓度的H_2O_2(5~100μmol/L)均可促进盐胁迫下水稻幼苗根系生长和根毛分化,诱导根系SOD、POD和CAT活性增强,增加脯氨酸含量,降低MDA含量,增强其抗盐性,但H_2O_2处理浓度过高(500μmol/L)时反而加重了根系的氧化胁迫伤害。     

小麦光呼吸途径电子流分配的模型研究

为探讨分配到植物光呼吸的光合电子流(J_o)对CO_2浓度(J_o-C_a曲线)的响应规律,以小麦Z39-118为材料,分析了小麦叶片在2%和21%O_2浓度下的光合速率(A_c)和电子传递速率(J)对CO_2浓度的响应曲线。结果表明,光合作用对CO_2浓度的响应新模型(模型I)可很好地拟合小麦的A_c对CO_2浓度响应曲线;同样,基于模型I而构建的J对CO_2的响应模型(模型II),也可很好地拟合小麦在21%和2%O_2条件下的J对CO_2响应曲线。利用模型II分别拟合基于传统公式(J_o=2[J-4(A_c+R_(day))]/3)得到的J_o-C_a曲线(R_(day)为日呼吸速率)及基于光呼吸速率值而计算得到的J_o-C_a曲线,结果显示,两者拟合得到的分配到光呼吸的最大电子传递速率值(分别为86.93和84.17μmol·m~(-2)·s~(-1))与实测值(89.12μmol·m~(-2)·s~(-1))均较为接近(P0.05);但基于前者拟合所得到的饱和CO_2浓度和CO_2为0μmol·mol~(-1)时分配到光呼吸的电子传递速率,均与其对应的测量值之间均存在显著差异(P0.05)。综合分析认为,传统用于计算参与光呼吸途径的光合电子流公式并不能准确地描述J_o对CO_2浓度的响应趋势,本研究构建的新模型可准确地定量研究光呼吸及其电子流分配等问题。     

玉米幼苗根系对硫酸盐(Na235SO4)亲和性配合力的研究

本文以来源不同的9个玉米自交系及其按双列杂交组成的36个杂交种为材料，研究了玉米幼苗根系对硫酸盐(Na₂³⁵SO₄)亲和性(Km)的配合力。结果表明：m以非加性基因效应较重要，Km与产量间有密切关系。鉴定出可供五米育种中利用的2个自交系“合二”、“292”及具有更广泛适应性和高产特性的3个杂交组合：5005、5022、5030。     

Bioactive Alkaloids from the Sea: A Review

In our ongoing search for bioactive substances from marine organisms, novel alkaloids have been isolated. Pinnatoxins and pinnamine, potent shellfish poisons, were purified from the Okinawan bivalve Pinna muricata. Pinnatoxins activate Ca²⁺ channels. Halichlorine was isolated from the marine sponge Halichondria okadai. This compound inhibits the induction of VCAM-1. Drugs that block VCAM-1 may be useful for treating coronary artery diseases, angina, and noncardiovascular inflammatory diseases. Pinnaic acids, which are cPLA₂ inhibitors, were also obtained from P. muricata. Interestingly, the structures of pinnaic acids are closely related to that of halichlorine. Norzoanthamine hydrochloride, isolated from the colonial zoanthid Zoanthus sp., suppresses decreases in bone weight and strength in ovariectomized mice, and could be a good candidate for an osteoporotic drug. Ircinamine, purified from the marine sponge Ircinia sp., has a reactive thioester. Aburatubolactams, inhibitors of superoxide anion generation, were isolated from Streptomyces sp. This article covers the bioactive marine alkaloids that have been recently isolated by this research group.     

肥料增效剂对夏玉米植物学性状、产量构成及土壤中NH4+-N和NO3--N的动态影响

2014、2015年夏季,试验采用单因素随机区组设计,以先玉335为材料,设置两种肥料增效剂、7种施肥方式,研究大喇叭口期和抽雄期植物学性状、施肥后0、14、28、42 d时0~30 cm和31~60 cm土壤中NH_4~+-N和NO_3~--N含量以及收获时玉米穗部性状和产量差异。结果表明,分期施肥比全部氮肥作底肥更能促进夏玉米茎粗、叶面积、气生根数量、穗长、穗行数和行粒数等增加。与对照和不施用肥料增效剂相比,0~30 cm和31~60 cm土层中施用两种肥料增效剂的NH_4~+-N含量较高,NO_3~--N含量较低,控制了NH_4~+/NO_3~-比例。两种肥料增效剂相比,Entrench效果明显优于NMAX。     

氮素供应和pH值对玉米根系形态的影响

实验设正常供氮(0.5 mmol/L NO3-)和高氮(10 mmol/L NO3-)处理,研究不同pH值水平下(4.5～8.0)氮素供应对玉米根系生长的影响。结果表明,氮供应与溶液pH值对玉米根系的影响不存在互作效应。高氮供应不影响地上部与根的干物质积累;pH值提高有利于促进干物质向地上部分配,向根的分配比例相对下降,根冠比下降。高氮使单株根系总长度平均下降,降幅为34.5%,主要是轴根和侧根长度下降,轴根数和侧根密度受影响较小。在两个氮水平下,总根长、轴根长、侧根长均随pH值的上升表现增加的趋势,高pH值主要增加侧根密度。研究表明,在酸性土壤上,不能通过大量施用硝态氮肥缓解氢离子对根系生长的抑制作用。     

重铬酸钾对黑麦的细胞遗传毒性及硅的缓解作用

为了解K2Cr2O7的细胞遗传毒性及硅对铬毒害的缓解作用,采用常规染色体压片技术,观察不同浓度的K2Cr2O7(20、40、60、80、100、120mg.L-1)对黑麦根尖细胞有丝分裂的影响以及硅对铬胁迫缓解效应。结果表明,细胞有丝分裂指数、微核率和染色体畸变率均随K2Cr2O7浓度的升高呈先升后降趋势,在K2Cr2O7浓度为40.0mg.L-1时均达到最大值。与蒸馏水对照相比,6个不同浓度K2Cr2O7胁迫处理的微核率和染色体畸变率均有显著升高。对40mg.L-1 K2Cr2O7胁迫的黑麦根尖分别进行60、120和180mg.L-1的Na2SiO3处理,细胞有丝分裂指数、微核率和染色体畸变率均显著降低,且随硅浓度的增加呈下降趋势。说明K2Cr2O7对黑麦根尖细胞有丝分裂在低浓度时促进,高浓度时抑制,高低浓度处理均对染色体具有明显的致畸效应。外源硅可有效缓解K2Cr2O7对黑麦根尖细胞有丝分裂的不利影响。     

Effect of Solvent System on Extractability of Lipidic Components of Scenedesmus obliquus (M2-1) and Gloeothece sp. on Antioxidant Scavenging Capacity Thereof

Microalgae are well known for their biotechnological potential, namely with regard to bioactive lipidic components—especially carotenoids and polyunsaturated fatty acids (PUFA), well-known for therapeutic applications based on their antioxidant capacity. The aim of this work was to evaluate the influence of four distinct food-grade solvents upon extractability of specific lipidic components, and on the antioxidant capacity exhibited against both synthetic (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH^•) and 2,2′-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS^+•)) and biological reactive species (O₂^•− and ^•NO⁻). A eukaryotic microalga (Scenedesmus obliquus (M2-1)) and a prokaryotic one (Gloeothece sp.) were used as case studies. Concerning total antioxidant capacity, the hexane:isopropanol (3:2) and acetone extracts of Sc. obliquus (M2-1) were the most effective against DPPH^• and ABTS^+•, respectively. Gloeothece sp. ethanol extracts were the most interesting scavengers of O₂^•−, probably due the high content of linolenic acid. On the other hand, acetone and hexane:isopropanol (3:2) extracts were the most interesting ones in ^•NO⁻ assay. Acetone extract exhibited the best results for the ABTS assay, likely associated to its content of carotenoids, in both microalgae. Otherwise, ethanol stood out in PUFA extraction. Therefore, profiles of lipidic components extracted are critical for evaluating the antioxidant performance—which appears to hinge, in particular, on the balance between carotenoids and PUFAs.     

渭北旱塬农户冬小麦养分资源投入调查与分析

为了解目前我国化肥用量的现状和农民养分资源投入中存在的问题,在渭北旱塬冬小麦种植区域选取3个区/县进行了冬小麦养分资源投入的调查分析.结果表明,2009年小麦产量适中的农户占10.0％,偏低的农户占7.5％,很低的农户占79.2％,偏高的农户占3.3％,很高的农户占0.0％.冬小麦纯N平均用量为191.5 kg·hm-2,P2O5平均用量为121.2 kg·hm-2,K2O平均用量为74.4 kg·hm-.氮肥投入量适中的农户占30.0％,偏低的占5.0％,很低的占4.2％,偏高的占22.5％,很高的占38.3％.磷肥投入量适中的农户占14.2％,偏低的占41.7％,很低的占15.0％,偏高的占15.8％,很高的占13.3％.钾肥投入量适中的农户占2.5％,偏低的占2.5％,很低的占78.3％,偏高的占5.0％,很高的占11.7％.养分资源投入以无机为主,有机为辅;投入形式以基施为主.     

Oosporenbildung vonPhytophthora infestans (Mont.) de Bary

Zusammenfassung Durch Kombination verschiedener Pathotypen vonPhytophthora infestans (Mont.) de Bary, 1985 im Freiland gesammelt, mit ?lteren Isolaten aus der Sammlung des Institutes wurde die M?glichkeit der Oosporenbildung geprüft. Bisher konnte bei zwei Kombinationen Oosporen-bildung beobachter werden. Daraus kann man schliessen, dass nunmehr auch in der Bundesrepublik Deutschland beide Paarungstypen vonP. infestants vorkommen.

     

Evaluation of the Effect of Photosynthesis on Biomass Production with Simultaneous Analysis of Growth and Continuous Monitoring of CO2 Exchange in the Whole Plants of Radish,cv Kosena under Ambient and Elevated CO2

Abstract

The effects of elevated CO₂ (approximate doubling of atmospheric CO₂ concentration) on the rate of photosynthesis estimated from continuous monitoring of CO₂ exchange in whole plants were investigated in radish cv. Kosena accompanied with simultaneous analysis of growth for 6 days from 15 to 21 days after planting (DAP). The elevated CO₂ increased the dry weights of hydroponically grown radish plants by 59% at 21 DAP.

The increase in dry weight was due to a combined effect of increased leaf area and increased photosynthetic rate per unit leaf area. Leaf area and the photosynthetic rate were increased by elevated CO₂ by 18-43% and 9-20%, respectively, during 15 to 21 DAP. Namely, an increase in the rate of photosynthesis is accompanied by an increase in leaf area, both having a significant effect on biomass production.     

重金属Pb2+、Cd2+胁迫对青稞幼苗抗氧化能力的影响

为了解重金属对青稞幼苗的伤害机理以及青稞对重金属胁迫的抗性作用,以青稞幼苗为实验材料,采用水培方法研究了50 mg·L^-1 Pb²⁺、Cd²⁺胁迫对青稞幼苗叶片相对含水量（RWC）、丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、抗氧化酶活性的影响。结果表明,50 mg·L^-1 Pb²⁺ 胁迫下青稞幼苗的叶片相对含水量（RWC）变化不大,丙二醛（MDA）和脯氨酸含量、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫后期有所升高,超氧化物歧化酶（SOD）活性在前期升高比较明显,其后缓慢下降。50 mg·L^-1 Cd²⁺胁迫下青稞幼苗叶片RWC明显减少,MDA含量显著增加,脯氨酸含量先急剧升高后下降,POD、CAT活性随着胁迫时间的增加而显著增强,其中CAT活性在胁迫末期稍有下降,SOD活性先明显升高后下降。综合来看,青稞幼苗在受到相同浓度Pb²⁺、Cd²⁺胁迫时,对Pb²⁺的抵抗能力大于Cd²⁺。