裸果木渗透调节物质和抗氧化酶活性对干旱的响应

裸果木（Gymnocarpos przewalskii）起源于古地中海,为荒漠区少有的第三纪孑遗植物种。本文用2017年6月、7月和8月采集于甘肃安西自然保护区内的裸果木中龄和老龄植株叶片,分析自然干旱影响下叶片渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化。结果表明：随着干旱程度的增加,裸果木叶片的可溶性蛋白（SP）显著积累,发挥着重要的渗透调节作用,中龄植株叶片的可溶性糖（SS）含量和老龄植株叶片的脯氨酸（Pro）含量先增加后显著降低,渗透调节作用有限。干旱加剧时,中龄植株叶片的超氧化物歧化酶（SOD）活性和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性呈明显的先增后降。严重干旱时,过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性明显增强,说明其通过4种酶的协同作用清除过剩的活性氧,减轻过氧化伤害;老龄植株叶片的CAT活性持续增强,APX活性明显的先升后降,POD活性在重度干旱时显著增强,主要通过这3种酶减轻膜系统伤害。丙二醛（MDA）含量则随干旱程度增大显著增加,膜脂过氧化程度不断加深。在相同的降雨条件下,裸果木中、老龄植株的Pro、SS、SP含量、POD和CAT活性、MDA含量对干旱的响应程度存在显著差异,隶属度函数评价法表明,老龄植株的抗旱能力大于中龄植株,表明裸果木的抗旱性随年龄的增大而提高。     

外源硫化氢对干旱条件下玉米幼苗抗氧化特性的影响

采用10%PEG模拟干旱胁迫的方法,研究了外源硫化氢对干旱条件下玉米幼苗根系和叶片抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT和APX)、膜脂过氧化指标(MDA和膜透性)及叶片非酶抗氧化物质类胡萝卜素含量等抗氧化指标的影响。结果表明:与单独干旱处理相比,0.01、0.1、0.3、0.6 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1Na HS使干旱条件下叶片类胡萝卜素含量分别增加了33.3%、63.3%、96.6%、80.0%和26.6%,使叶片POD活性分别增加了14.5%、36.6%、50.3%、91.1%和80.1%。此外,0.01、0.1 mmol·L-1和0.3 mmol·L-1Na HS均能显著提高叶片SOD、CAT、APX活性及根POD、APX活性,并显著降低根叶细胞质膜透性和MDA含量。0.6 mmol·L-1Na HS则使叶片SOD和CAT活性及根POD活性分别提高了7.4%、16.3%和45.0%,并使叶MDA含量及根细胞质膜透性分别降低了12.0%和18.0%。1.0 mmol·L-1Na HS却使根叶APX活性分别降低了13.3%和34.9%,并使叶细胞质膜透性及根MDA含量分别提高了130.1%和10.5%。以上结果说明,低浓度外源硫化氢可以有效提高干旱条件下玉米幼苗的抗氧化能力,尤其是0.3 mmol·L-1Na HS处理效果最好。     

干旱胁迫下骆驼蓬抗氧化酶活性与渗透调节物质的变化

通过盆栽土培试验研究了干旱胁迫下多裂骆驼蓬叶片抗氧化酶活性与渗透调节物质的变化,旨在探讨这些生理指标与其抗旱性的关系。结果表明,干旱胁迫下多裂骆驼蓬植株生长量下降。随土壤干旱强度增加和胁迫时间延长,多裂骆驼蓬叶片丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性呈递增的变化趋势;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱强度增大,开始增加,然后下降;过氧化物酶(POD)活性在轻度和中度胁迫下随胁迫时间延长先升后降,重度胁迫下持续下降;渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸(Pro)随胁迫强度增大积累增加。表明多裂骆驼蓬耐旱性与其抗氧化酶活性相关,渗透调节物质是构成其耐旱性的重要物质基础。     

燕麦幼苗对干旱-低温交叉适应的生理响应及其综合评价

为探讨干旱能否诱导燕麦对低温的交叉适应性,采用20%聚乙二醇6000(PEG)模拟干旱预处理定莜6号幼苗3 d,以未经PEG预处理的幼苗作对照,恢复2 d后进行低温(昼/夜温度8℃/5℃)处理,分别在低温处理的0、1、3、5、7天采取幼苗叶片,测定超氧阴离子(O_2~-)、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(SP)、游离氨基酸(AA)和脯氨酸(Pro)含量及相对含水量(RWC)和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性等14项生理指标及处理7d后植株株高增量和生物量增量,采用主成分分析和隶属函数综合评价燕麦幼苗对干旱-低温的交叉适应能力。结果表明,与对照相比,干旱预处理显著提高了低温胁迫下燕麦幼苗株高增量和生物量增量,O_2~-和H_2O_2等14项生理指标值也发生了不同程度改变。对14项生理指标值离差标准化后进行相关性分析表明,不同变量间存在显著相关性。进行主成分分析提取了5个主成分因子,其方差贡献率依次为38.881%、18.219%、11.238%、9.616%和8.809%,累积方差贡献率达86.763%。第1主成分因子对SS、AA、Pro、O_2~-、H_2O_2、RWC、SOD和APX有较大载荷;第2主成分因子对POD、MDA和GSH有较大载荷;第3主成分因子主要包括CAT和GSH;第4主成分因子主要包括SP和Pro;第5主成分因子主要包括APX和ASA。隶属函数分析5个主成分因子得分值显示,除第1天外,干旱预处理在整个低温处理期间的综合评价值显著高于对照。研究表明干旱能够诱导燕麦对低温的交叉适应性。     

外源Ca2＋和H2O2对NaCl 胁迫下枸杞离体叶片叶绿体中活性氧代谢的影响研究

以枸杞离体叶片为材料,研究NaCl胁迫下外源Ca2+和H2O2对枸杞离体叶片叶绿体中O2·产生速率、丙二醛(MDA)含量及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响.结果表明:在NaCl胁迫下O2·产生速率呈上升趋势,丙二醛含量增大,保护酶APX、CAT、POD活性较对照升高.在NaCl胁迫下,加入外源Ca2+和H2O2时丙二醛(MDA)含量和O2·产生速率较单纯NaCl胁迫下降低;保护酶APX、CAT、POD活性较单纯NaCl胁迫下升高.表明外源Ca2+和H2O2在一定程度上可以缓解NaCl胁迫对植物体造成的伤害.     

亚低温与干旱胁迫对番茄幼苗渗透调节物质与抗氧化酶活性的影响

以"金棚1号"番茄为试材,采用温室盆栽的方法研究亚低温与干旱胁迫对番茄幼苗渗透调节物质与抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着亚低温干旱交互胁迫时间的延长,番茄幼苗叶片MDA含量、细胞膜相对透性均有不同程度的升高,可溶性蛋白含量、SOD活性变化趋势出现先升后降,POD活性呈现倒"V"型变化,CAT活性呈现"M"型变化,番茄幼苗叶片对亚低温胁迫的敏感程度大于干旱胁迫的影响。相关性分析与主成分分析显示:POD、CAT活性与细胞膜相对透性呈极显著负相关,与MDA含量呈显著负相关;SOD活性与MDA含量呈正相关,POD与CAT活性呈显著正相关。     

干旱胁迫对玉米苗期植株生长和保护酶活性的影响

以2个不同抗旱性玉米品种云瑞47(抗旱性强)和云瑞88(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)、重度干旱胁迫(SS)3个干旱处理和正常灌水(CK),研究了干旱胁迫对2个玉米品种苗期株高、叶面积、生物量、根冠比和保护酶活性的影响,以探讨干旱胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制。结果表明:(1)干旱胁迫抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致植株株高降低、叶面积减少、整株生物量显著下降,根冠比增加,且抗旱性弱的品种云瑞88对干旱胁迫的敏感性高于抗旱性强的品种云瑞47。(2)干旱胁迫下2个玉米品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升高后降低趋势,在MS处理下达到最高。与CK相比,云瑞47叶片SOD、POD和CAT分别增加了27.04%、16.95%和19.13%;云瑞88叶片SOD、POD和CAT分别增加了22.55%、11.20%和12.64%;(3)干旱胁迫增加了2个品种叶片丙二醛(MDA)含量,随着干旱胁迫程度的加剧,云瑞47(耐旱性强)叶片MDA变化幅度小于云瑞88(耐旱性弱),尤其SS处理下云瑞88的MDA积累量是云瑞47的1.31倍。云瑞47的各生理参数比云瑞88受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较强的保护酶活性和较低的MDA含量,是云瑞47适应干旱环境的主要生理原因。     

3个新疆狗牙根品种对土壤干旱及复水的响应

通过分析土壤干旱及复水对3个新疆狗牙根品种生理生化指标(相对电导度、丙二醛、过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖)的影响。结果表明:随着胁迫程度的加强,相对电导度均呈增大趋势。干旱胁迫60d时,均出现重度胁迫,其中喀什狗牙根叶片相对电导度的变化幅度最小(29.67%),细胞膜受伤害率也最小。过氧化产物丙二醛(MDA)缓慢上升,且与相对电导度呈正相关,喀什狗牙根叶片MDA含量变化幅度最小(7.91μmol/g),膜脂过氧化程度不严重;游离脯氨酸(Pro)含量增加,且随胁迫时间的延长,Pro含量增加幅度增大,新农2号狗牙根Pro积累量最大,其次为新农1号狗牙根、喀什狗牙根。可溶性糖含量有升有降,但变化幅度不大,说明狗牙根对可溶性糖的渗透调节作用的效果是短期的;蛋白质含量变化趋势不同,喀什狗牙根叶片蛋白质含量变化幅度最小,新农2号狗牙根叶片蛋白质含量变化幅度最大;SOD和CAT活性在干旱处理60d时达到最大值,POD活性在干旱处理30d时达到最大值。综合以上指标得出,喀什狗牙根抗旱性比新农1号狗牙根和新农2号狗牙根强。     

水杨酸处理对干旱胁迫下丹参幼苗抗氧化能力的影响

以丹参幼苗为试验材料,研究了叶面喷施0.75 mmol/L的水杨酸(SA)对干旱胁迫下丹参幼苗相对含水量、电解质渗漏率、H2O2和丙二醛含量、4种抗氧化酶活性等生理指标的影响。结果表明:随着干旱胁迫的进行,丹参幼苗叶片相对含水量降低,H2O2含量增加,电解质渗漏率和丙二醛含量升高,水杨酸处理则延缓了这些参数变化;尽管SA处理后,CAT、APX活性暂时降低,但在随后的胁迫过程中,丹参幼苗叶片SOD、POD、CAT、APX活性显著高于对照。由此可知:水杨酸处理提高了丹参幼苗抗氧化酶活性,增强了植株对干旱胁迫的抵抗能力。     

不同土壤水分条件下沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)的生理生化特征及适应性

沙生柽柳(Tamarix taklamakanensis)是我国特有种,是塔里木盆地流动沙丘上最抗旱树种,对固沙造林和荒漠化防治起到非常重要的作用。通过测定沙生柽柳种群在3种不同生境(沙漠公路绿化带、河床砾质荒漠、流动沙丘)的叶片含水量、叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,探讨了沙生柽柳在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端干旱环境的适应机制。结果表明:随着土壤干旱程度的加剧,沙生柽柳叶片相对含水量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)逐渐升高;过氧化氢酶(CAT)与硝酸还原酶(NR)活性逐渐降低;种群叶片内可溶性蛋白呈上升趋势。在最为干旱的流动沙丘,种群叶片叶绿素a含量、可溶性糖含量最高。在干旱胁迫条件下,沙生柽柳种群主要通过增高SOD活性、POD活性、总抗氧化能力及降低过氧化氢酶(CAT)、硝酸还原酶(NR)含量以维持活性氧代谢平衡;同时,通过大量积累渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛以维持高渗透调节能力抵御干旱环境胁迫。     

白刺花(Sophoraviciifolia)适应土壤干旱的生理学机制

用盆栽的方法人工控制土壤干旱条件,研究白刺花天然实生幼苗适应土壤干旱的生理学机制。结果表明:随土壤含水量的减少,白刺花叶水势在胁迫前期下降缓慢,随胁迫时间的延长,水势大幅度下降。白刺花通过在叶片内积累大量渗透保护性物质可溶性糖和K ,增加细胞的保水力,维持细胞生长所需膨压。白刺花游离脯氨酸含量变化与水分关系不大,可溶性蛋白质含量随土壤含水量减少而下降,可能是水分胁迫下受伤害的表现。随土壤水分含量的减少,白刺花SOD的活性明显升高,POD活性不高但随胁迫时间延长其活性较稳定,CAT活性下降但幅度不大,且CAT活性变化趋势与POD活性相反,说明三个保护酶能够相互配合协同作用,降低膜脂过氧化程度,减少水分胁迫造成的伤害,提高质膜稳定性,维持细胞膜的完整性,表现出很强的抗旱适应性。     

海藻提取物对干旱胁迫下苹果砧木幼苗抗旱性和养分吸收的影响

以1 a生苹果砧木M9T337幼苗为试材，设置正常供水（CK）、中度干旱（MD）、中度干旱+海藻提取物（MD+SE）、重度干旱（SD）、重度干旱+海藻提取物（SD+SE）5个处理，研究海藻提取物对不同程度干旱胁迫下幼苗的生物量、光合特性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和植株养分含量的影响。结果表明：在中度干旱胁迫条件下，植株总生物量较MD处理提高了15.4%，净光合速率较MD处理提高了12.1%，SOD、POD、CAT和APX活性分别较MD处理提高了4.5%、8.4%、30.6%、9.8%，可溶性蛋白和脯氨酸等渗透调节物质较MD处理分别提高了19.1%和13.1%，植株氮、磷、钾含量较MD处理分别提高了19.2%、22.7%和40.5%；在重度干旱胁迫下，叶面喷施海藻提取物后总生物量较SD处理提高了13.7%，净光合速率较SD处理提高了10.2%，SOD、POD、CAT和APX活性较SD处理分别提高了16.6%、18.1%、30.2%、8.9%，可溶性蛋白和脯氨酸等渗透调节物质含量较SD处理分别提高了14.1%和13.1%，植株氮、磷、钾含量较SD处理分别提高了12.4%、21.7%和38.4%。不同程度干旱条件下喷施海藻提取物均有良好的缓解效果，以中度干旱胁迫缓解效果更显著。     

秸秆带状覆盖对旱地马铃薯叶片抗氧化特性的影响

为了探究不同覆盖方式对旱地马铃薯叶片抗氧化能力和产量的影响,于2018—2020年在西北半干旱区设置了秸秆带状覆盖(SM)、黑膜大垄覆盖(PM)和露地无覆盖(CK)3种栽培处理,研究了不同覆盖条件下马铃薯叶片渗透调节物质、膜脂过氧化物含量、抗氧化酶活性和产量的差异。结果表明：SM处理显著提高马铃薯植株细胞清除自由基和过氧化氢的能力,维持了较高的渗透性,与CK相比,SM处理在全生育期平均显著降低丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量,分别降低14.4%、10.0%;平均显著提高可溶性糖(WSC)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,分别提高17.1%、15.4%、22.5%和27.5%。与CK相比,PM处理在全生育期平均显著提高MDA、Pro、WSC含量和SOD、CAT活性,分别提高14.3%、38.6%、17.1%、15.2%和8.5%;平均显著降低POD活性17.1%。覆盖显著提高了马铃薯鲜薯产量,与CK相比,SM处理3年平均显著增产12.9%,PM处理3年平均显著增产29.2%。灰色关联度分析结果表明,SM处理产量与POD、SOD、CAT活...     

干旱胁迫及复水对豌豆苗期保护酶活性及膜脂过氧化的影响

采用盆栽控水试验法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆苗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性(RC)的影响,对豌豆苗期抗氧化能力进行了综合评价。结果表明:干旱胁迫降低了SOD活性,随胁迫程度加重和历时延长降幅增大。轻度干旱胁迫10 d或重度干旱胁迫提高了POD和CAT活性,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d对CAT、SOD活性产生部分补偿效应,对POD活性产生等量补偿效应。复水10 d对SOD活性产生等量补偿效应,对CAT、POD活性产生等量或超补偿效应;干旱胁迫增加了MDA含量,随胁迫程度加重增幅加大、胁迫历时延长增幅减少。复水5 d、10 d对干旱胁迫5 d豌豆叶片MDA含量分别产生部分和等量补偿效应。干旱胁迫导致膜脂透性增大,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d、10 d可分别产生部分和等量补偿效应。     

干旱胁迫下NaCl对棉花幼苗抗氧化酶活性及水分特征的影响

测定干旱与0、50、100和200 mmol·L-1NaCl组合条件下棉花叶片抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量的变化,分析土壤盐分对棉花耐旱性的影响。结果表明,单一干旱处理的棉花幼苗SOD、CAT活性和总抗氧化力在处理后的前21d大幅升高随后又快速下降,POD活性则持续升高,而50～200 mmol·L-1NaCl溶液浇灌的盆栽棉花幼苗在干旱期间SOD、POD、CAT活性和总抗氧化力的变幅明显小于单一干旱;同时,单一干旱棉花幼苗叶片MDA含量明显高于前者,说明NaCl溶液浇灌土壤减弱了干旱胁迫对棉花幼苗的伤害程度。另外,盆土用50～200 mmol·L-1NaCl溶液浇灌后显著提高了土壤的保水能力,增加了植株对Na+的吸收和积累,使叶片渗透势比单一干旱降低了17.5%～40.1%,从而有利于维持较高的细胞膨压,缓解干旱胁迫对棉花的不利影响。     

PEG胁迫下不同品系藜麦抗旱性评价

利用不同浓度PEG溶液模拟干旱胁迫，研究5种品系藜麦幼苗的形态、生理生化及光合特性，并对其进行耐旱性评价。结果表明：15%PEG处理下各品系藜麦株高增量、叶面积及生物量显著（P<0.05）低于对照，其中株高增量、叶面积、生物量下降幅度最小的品系分别是NK1、NK2和NK5，分别比对照下降了44.38%、25.39%和48.23%;随着干旱胁迫加剧, 各藜麦品系叶片内相对含水量显著（P<0.05）下降, 叶片的质膜透性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸（Pro）含量上升，15%PEG胁迫下NK2和NK3的Pro含量分别是对照的2.69和1.93倍, 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）活性均先升后降，SOD、CAT和APX活性在5%PEG处理下达到最大值, 而POD活性在10%PEG处理下达到最大; 随干旱胁迫增强，5种品系藜麦幼苗的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（G_s）降低，胞间CO₂浓度（C_i）先降后升，叶绿素（Chl）先升后降，其中NK5品系P_n下降幅度最小，比对照下降了51.15%。运用隶属函数法对藜麦抗旱能力进行综合评定，不同藜麦品系耐旱性为NK5>NK1>NK2>NK4>NK3。     

外源亚精胺对渗透胁迫下南瓜幼苗抗氧化酶活性等生理特性的影响

选用南瓜品种银辉2号为材料,以PEG模拟水分胁迫,采用砂培法研究了不同浓度外源亚精胺(Spd)对南瓜幼苗生长、活性氧代谢、抗氧化酶活性及非酶抗氧化剂和渗透调节物质含量的影响。结果表明:0.9、1.2mmol·L~(-1)外源Spd处理,使渗透胁迫下南瓜幼苗的生物量分别增加了43.40%和36.69%,根系O·2生成速率和膜脂过氧化产物MDA的积累量下降了56.33%、43.50%;0.6、0.9 mmol·L~(-1)Spd处理,不同程度诱导增强了根叶抗氧化酶活性,尤其以0.9 mmol·L~(-1)Spd处理效果最佳,根系和叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别为渗透胁迫下的2.00倍、1.83倍和5.47倍、2.40倍,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性分别提高了410.89%、300.50%和276.25%、331.18%,叶片中脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量提高了1.76倍、1.71倍,可溶性蛋白的积累量达渗透胁迫的1.49倍,维持了较高的渗透缓冲和调节能力,根系抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量升高了2.88倍和2.41倍;渗透胁迫下0.9 mmol·L~(-1)外源Spd处理,抑制了活性氧(ROS)的生成,减轻了由此导致的氧化损伤,抗氧化酶活性的响应和ASA-GSH循环,保护了生物膜系统的稳定,渗透调节物质的含量变化,既维持了细胞与环境的渗透平衡,又增加了光合碳同化产物和蛋白质的积累。表明0.9 mmol·L~(-1)外源Spd维持了渗透胁迫下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,减轻了胁迫对南瓜苗期的氧化伤害。     

水分胁迫对不同品种甜高粱幼苗保护酶活性等生理特性的影响

以两个甜高粱品种为材料,研究不同浓度PEG-6000渗透溶液对甜高粱幼苗保护酶活性等生理特性的影响,比较不同品种间的抗旱性差异。结果表明:10%、20%PEG胁迫下两个品种甜高粱幼苗叶片相对含水量下降,质膜相对透性、丙二醛及脯氨酸含量增大,其中农家品种变幅较大;随着PEG胁迫浓度的增加,两个品种叶片还原型谷光苷肽(GSH)含量降低,20%PEG胁迫下甜新2号GSH含量高于农家品种;两种PEG浓度处理下,甜新2号叶片抗氧化酶(APX、POD、SOD、CAT)活性高于农家品种。综合分析表明,相对于农家品种,甜新2号具有较强的抗旱性。