外源NO及反向调控PEG胁迫下苜蓿萌发种子抗氧化酶及其同工酶动态的研究

以紫花苜蓿为材料,用一氧化氮供体硝普钠(SNP)及一氧化氮清除剂c-PTIO对苜蓿种子进行浸种处理,采用分光光度法和同工酶电泳技术来研究外源NO及反向调控对PEG胁迫下紫花苜蓿抗氧化酶活性及其同工酶的影响,并探讨NO调控苜蓿种子耐旱性的生理机制。结果表明:PEG胁迫下外施0.1mmol·L~(-1) SNP,第6天时较PEG处理POD活性降低了32.72%;第4天时SOD、CAT活性较PEG处理升高了10.48%、23.60%,有效缓解了PEG对紫花苜蓿萌发中种子的氧化损伤,提高其抗氧化能力。PEG胁迫下添加c-PTIO抑制了苜蓿萌发期的抗氧化系统活性。从同工酶的谱带数量和强弱来看,POD同工酶各区带活力均随PEG胁迫时间的延长而增加,在第2天酶带只有1条,而第4天酶带呈现9条;SOD和CAT同工酶表达量变化不显著,但酶带强弱有一定变化,S3酶带随处理时间的延长表达量逐渐减弱;CAT同工酶谱带则一直保持2条带,无明显强弱变化。因此,外源NO在PEG胁迫下紫花苜蓿萌发中抗氧化酶快速响应并在维护氧自由基代谢平衡中起重要保护作用。     

NO 介导的 Ca2＋信号在干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及抗氧化酶中的传导作用研究

本试验以紫花苜蓿种子为试验材料,添加外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)、CaCl_2及抑制剂亚甲基蓝(methylene blue,MB)和LaCl_3,对种子进行浸种处理,以研究NO介导的Ca~(2+)信号在干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及抗氧化酶中的传导作用。结果表明,15%PEG胁迫下紫花苜蓿种子萌发受到明显抑制,当外源添加NO或Ca~(2+)处理后萌发指标均有上升,外施0.1mmol/L SNP或10mmol/L CaCl_2都能有效缓解PEG对紫花苜蓿种子的胁迫伤害。干旱胁迫下NO+Ca~(2+)共处理时效果最为显著,萌发率较SNP处理提高了8.96%,较CaCl_2处理提高了19.67%。共处理时比SNP、CaCl_2处理时提高了种子淀粉酶活性、淀粉含量、可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量,降低了MDA含量和超氧阴离子产生速率,显著提高了SOD,POD,CAT活性。其中淀粉酶活性、淀粉含量、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量以及POD活性的变化中,均表现出:NO和Ca~(2+)共处理下各指标变化要慢于单一处理。当添加外源NO的同时添加Ca~(2+)通道抑制剂La~(3+),NO的促进效果受到抑制,而添加外源Ca~(2+)的同时添加NO抑制剂亚甲基蓝,Ca~(2+)的促进效果受到抑制,表明NO经由Ca~(2+)信号通路调控干旱胁迫下紫花苜蓿的信号传导。     

NO介导的Ca2+信号对渗透胁迫下紫花苜蓿幼苗光合特征及抗性的影响

以紫花苜蓿幼苗为材料,用聚乙二醇(PEG-6000)作为渗透介质人工模拟干旱条件,外源喷施NO供体硝普钠(SNP)、钙信号试剂CaCl₂、NO抑制剂亚甲基蓝(MB)和Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃,对紫花苜蓿幼苗光合特征、抗氧化酶活性及过氧化物酶(POD)同工酶图谱进行研究,探讨了渗透胁迫下NO介导的Ca²⁺信号对紫花苜蓿幼苗光合作用及抗氧化能力的影响。结果表明:在渗透胁迫条件下,施加SNP、CaCl₂均能够有效缓解叶片叶绿素a、类胡萝卜素及总叶绿素含量降低,提高叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及气孔限制值(L_s),而对胞间CO₂浓度(C_i)没有缓解作用。SNP、CaCl₂及SNP+CaCl₂处理提高了幼苗叶片中抗氧化酶活性和脯氨酸含量,降低了丙二醛(MDA)含量。其中共处理时效果最为显著,第4天 SOD、POD、CAT活性较PEG处理升高了39.29%、30.41%和56.24%,脯氨酸含量增加了45.59%,MDA含量降低了45.59%。POD同工酶图谱在第4天时酶谱带数最多,POD活性最强,且SNP+CaCl₂共处理下出现新酶带。而添加外源NO的同时添加Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃,紫花苜蓿幼苗光合速率、抗氧化酶活性及脯氨酸含量均降低,丙二醛含量增加,添加Ca²⁺信号的同时施加NO抑制剂MB也具有相同的作用,说明Ca²⁺信号参与NO信号转导过程并相互作用共同调节渗透胁迫下紫花苜蓿幼苗的生理应答响应。     

一氧化氮对干旱胁迫下紫花苜蓿氮代谢的影响

为揭示NO对渗透胁迫下紫花苜蓿含氮化合物及氮代谢过程的调控机制,以紫花苜蓿为材料,通过外源施加NO供体硝普钠（SNP）和NO清除剂（c-PTIO）对紫花苜蓿种子及幼苗进行处理,研究NO在PEG模拟的渗透胁迫下紫花苜蓿氮类化合物含量及氮代谢关键酶活性变化规律中的影响。结果表明：与PEG处理相比,外施0.1 mmol·L^-1 SNP,紫花苜蓿萌发期及幼苗期可溶性蛋白含量分别平均提高了 16.91%和8.87%,游离氨基酸含量平均降低14.92%和0.68%;硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）及谷氨酸合成酶（GOGAT）活性在萌发期分别提高了23.85%,47.87%,60.06%,在幼苗期分别提高了16.31%,23.56%,72.89%;而萌发期和幼苗期谷氨酸脱氢酶（GDH）活性分别降低了35.89%和33.35%。PEG胁迫下添加c-PTIO加剧了PEG胁迫对紫花苜蓿含氮物质积累的抑制,对NR,GS,GOGAT活性的影响差异不显著,GDH活性在萌发期及幼苗期分别平均升高了18.26%和4.62%。由此说明,外源NO通过调节氮代谢关键酶活性促进PEG胁迫下紫花苜蓿氮素向蛋白质合成的方向转运积累,提高紫花苜蓿抗旱性。     

外源NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗氧化损伤的影响

1)利用浓度分别为0.1和1.0 mmol/L的外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)浸泡紫花苜蓿种子48 h。在(25±1)℃下将每批50粒种子置于培养皿进行恒温光照培养,重复3次,连续10 d在培养皿中加入6 mL 0.15% NaCl处理液并统计日发芽率,以探讨NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响。2)利用0.1和1.0 mmol/L浓度的外源NO供体SNP处理0.15% NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗。试验设计了4个处理,分别为T1:对照组(CK)为蒸馏水;T2:0.15% NaCl;T3:0.1 mmol/L SNP+0.15% NaCl;T4:1.0 mmol/L SNP+0.15% NaCl。每个处理重复3次。分别于0 (胁迫前),2,4,6和8 d后采集生长状况一致的幼苗叶片测定游离脯氨酸含量、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、O₂^-产生速率、过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、叶绿素含量、可溶性糖含量。以探讨NO对NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,外源NO可以缓解NaCl胁迫对紫花苜蓿种子萌发的抑制作用,促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子活力,促进脯氨酸和可溶性糖含量的积累,能缓解NaCl胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量的增加、缓解活性氧代谢引发的H₂O₂含量的增加及叶绿素的降解,抑制O₂^-产生速率,提高SOD、POD、CAT的活性。这种保护效应与NO的浓度明显相关,0.1 mmol/L SNP处理效果显著优于1.0 mmol/L SNP处理。     

外源钙对PEG渗透胁迫下苜蓿叶片POD和CAT同工酶的影响

为研究外源钙对干旱胁迫下苜蓿幼苗过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)同工酶的影响,试验以两种抗旱性不同的苜蓿幼苗为研究对象,在20%聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫条件下,通过对两种苜蓿幼苗施加不同浓度的CaCl2,采用聚丙烯凝胶电泳技术对POD、CAT同工酶进行电泳分析。结果表明:不同浓度的氯化钙对两种同工酶酶谱和酶活均产生一定的影响;POD同工酶出现总带数为65条,酶带最多有8条,最少有4条;CAT同工酶出现总带数为84条,酶带最多有9条,最少有5条;供试12份材料的POD和CAT同工酶酶谱在A区的酶带无变化、活性较强,在B区和C区出现新酶带,活性较弱。     

卫星搭载和PEG胁迫对苜蓿愈伤组织两种抗氧化酶的影响

为了进一步研究卫星搭载对苜蓿同工酶的影响,试验对卫星搭载和未搭载的苜蓿愈伤组织进行聚乙二醇(PEG)胁迫,测定过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及同工酶酶谱的变化。结果表明:卫星搭载和PEG胁迫均显著提高了苜蓿愈伤组织POD和SOD活性(P0.05)。卫星搭载的苜蓿愈伤组织POD和SOD同工酶比未搭载分别增加1,2条酶带;经PEG胁迫后,卫星搭载的苜蓿愈伤组织酶谱带均增加1条。说明卫星搭载和PEG胁迫可以提高苜蓿愈伤组织的抗旱性。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的保护作用

用不同浓度的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理100 mmol/L NaCl胁迫下一年生燕麦草幼苗,研究了外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的影响.结果表明,外源NO可缓解NaCl胁迫造成的燕麦幼苗膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的升高,促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,并能缓解叶绿素含量的降解,提高可溶性糖的含量.而且NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.2 mmol/L SNP处理效果最为显著.     

盐碱胁迫对不同苜蓿品种三种同工酶活性的影响

为了研究盐碱环境对苜蓿叶片过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)三种同工酶活性的影响,以14个不同品种的苜蓿(分别编号为1~14)为研究对象,对幼苗进行复合盐碱胁迫下酶活性的测定。结果表明:在复合盐碱胁迫条件下14个不同品种苜蓿的酶活性呈现显著增加的趋势,苜蓿通过维持较高的POD、CAT和SOD抗氧化酶活性来减少盐害,适应环境;抗复合盐碱强弱顺序为121059483141171236。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗抗氧化酶活性和生长的影响

为了探讨外源NO是否能减轻盐胁迫对燕麦（Avena sativa）幼苗的伤害,以水培生长到四叶一心的燕麦幼苗为研究材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,探讨了0.06 mmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理对白燕6号和内散2号2个燕麦品种幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及丙二醛(MDA）含量、质膜透性、叶绿素含量和植株干质量的影响。结果表明,NaCl胁迫下,施入外源NO可提高燕麦叶片SOD、CAT、POD和APX活性,降低MDA含量和质膜透性,并能缓解叶绿素含量的下降,提高植株干质量,从而减轻NaCl胁迫对燕麦幼苗的伤害;但外源NO对不同抗氧化酶活性影响不同,其中对提高SOD、CAT、APX活性的作用相对较大,而对提高POD活性的作用相对较小。     

硒引发对紫花苜蓿种子抗氧化性能的影响

为探索外源硒引发对紫花苜蓿(Medicago sativa)种子抗氧化性能的影响,本试验用不同浓度(0,0.5,1.0,2.0,4.0和8.0 mmol·L^-1)的亚硒酸钠溶液引发0,3,6,9和12 h后,分析其发芽率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(aseorbate peroxidase,APX)活性的变化规律。结果表明：硒引发对紫花苜蓿种子发芽率及其抗氧化能力的影响与其浓度和引发时间有密切关系;低浓度(0.5和1.0 mmol·L^-1)硒引发会提高紫花苜蓿种子的发芽率,增强其SOD,CAT,APX及POD活性,并降低其MDA含量,而高浓度硒引发则相反。浓度为0.5 mmol·L^-1的硒引发12 h可能是富硒紫花苜蓿生产的最佳处理。     

PEG模拟干旱胁迫下硅对紫花苜蓿萌发及生理特性的影响

在已知硅能提高植物抗逆性的基础上,采用实验室发芽法研究PEG干旱模拟下,硅对紫花苜蓿(Medicago satiava L.‘Sadie7’)萌发及生理的影响。初步探讨硅肥对紫花苜蓿抗旱性的调控机制,以期筛选出有效提高紫花苜蓿抗旱性的适宜硅肥浓度。结果表明:在一定干旱程度和适宜硅浓度下,紫花苜蓿种子发芽率、发芽势和胚根长有所提高,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加,而丙二醛(MDA)含量降低。在10%PEG胁迫下,施用1.00mmol·L~(-1)硅酸钾显著提高紫花苜蓿种子发芽势和发芽率,当硅酸钾浓度达到2.50mmol·L~(-1)时会抑制其发芽。在10%和15%PEG浓度下,1.00 mmol·L~(-1)硅酸钾处理后胚根长显著(P0.05)大于对照。在5%和10%PEG胁迫下,2.00mmol·L~(-1)硅酸钾处理显著提高了紫花苜蓿幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性;在15%PEG浓度下,2.50mmol·L~(-1)硅酸钾处理显著降低了幼苗丙二醛(MDA)含量,且提高过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性。干旱胁迫程度不同,所适宜的能提高紫花苜蓿抗旱性的硅酸钾浓度不同。研究表明,硅从紫花苜蓿种子萌发开始就作用其生理生化过程,并且提高其抗逆性。     

盐胁迫下豌豆幼苗对内外源NO的生理生化响应

以豌豆品种“陇豌一号”为材料,用NO供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO及硝普钠类似物亚铁氰化钠处理豌豆幼苗,研究了内外源NO对盐胁迫下豌豆幼苗生长的影响。结果表明:添加外源NO能明显使盐胁迫下豌豆幼苗胚芽和胚根长、幼苗干重、根冠比及叶绿素含量增加(P<0.05),可溶性蛋白和可溶性糖含量升高,豌豆幼苗叶片SOD、POD和CAT 活性增加(P<0.05),叶片质膜相对透性降低,还能减缓MDA含量的上升并提高脯氨酸含量。内源NO对盐胁迫下豌豆幼苗胚芽生长、幼苗干重、可溶性糖含量、MDA含量以及SOD、CAT活性均具有明显的调节作用。因此,内外源NO均可缓解盐胁迫对豌豆幼苗的伤害。     

茉莉酸甲酯浸种对狗牙根种子萌发期抗旱性影响

以新农1号狗牙根种子为材料,在0.0%和15.0%PEG下筛选适宜的茉莉酸甲酯(MeJA)浸种浓度;在此基础上,研究最适MeJA浸种对不同渗透胁迫(PEG-6000质量比依次为0.0%、7.5%、15.0%、22.5%)下新农1号狗牙根种子萌发、幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,在0.0%和15.0%PEG胁迫下,随MeJA浸种浓度增加,新农1号狗牙根种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均呈先升后降趋势。其中,0.15μmol/L MeJA浸种处理的上述发芽指标均达最高,可作为浸种最适浓度。不同浓度PEG渗透胁迫下,与蒸馏水浸种相比,0.15μmol/L MeJA浸种处理可显著增加种苗SOD、CAT活性,降低MDA含量,促进狗牙根种子的发芽指标提升。特别是在高浓度PEG(22.5%)下,缓解渗透胁迫效应更加显著。总之,适宜浓度的MeJA浸种可缓解渗透胁迫对狗牙根种子萌发及幼苗生长的伤害,增强种子萌发期抗旱能力。     

外源钙对干旱胁迫下木豆种苗生理特性的影响

通过模拟贵州岩溶地区土壤富钙的生境（CK和50 mmol·L^-1 CaCl₂）,以岩溶地区常见饲用灌木木豆（Cajanus cajan）为材料,研究外源钙对干旱胁迫（CK,5%,10%,20% PEG-6000）下木豆种子的萌发率、保护性酶活性（SOD,POD,CAT）及可溶性蛋白质和GSH含量的变化。结果表明：木豆种子萌发随着干旱胁迫的增强而呈显著线性下降趋势（P<0.01）,施加外源钙对其无显著影响;随着干旱胁迫的增强保护酶SOD和POD成指数关系,CAT成负二次关系;施加外源钙能显著提高低浓度干旱胁迫下木豆种子SOD和POD活性;可溶性蛋白质和GSH含量随着干旱胁迫的增强呈现指数和二次曲线关系,施加外源钙显著提高了木豆种子可溶性蛋白质和GSH含量（P<0.05）。表明外源钙的施加能缓解木豆种子受到的干旱伤害,提高木豆苗期抗旱性。     

NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化酶活性的研究

以紫花苜蓿品种金皇后(Medicago sativa L.‘Golden Empress’)为试验材料,用不同浓度NaCl(0,40,80,120和160mmol·L^-1)对其幼苗进行胁迫处理,分别对叶片和根部的超氧阴离子自由基(O₂^·-)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(Vc)和总抗氧化能力(T-AOC)等指标进行测定,旨在揭示紫花苜蓿幼苗地上、地下部分对盐胁迫的反应及抗氧化防御机制,为苜蓿耐盐性评价及新品种选育提供理论依据。结果表明:随着NaCl盐浓度增加,苜蓿根中O₂^·-和Vc先增加后减少,MDA含量和POD活性增加,SOD,CAT和T-AOC活性减少;苜蓿叶片中O₂^·-先增加后减少,MDA,Vc含量和SOD活性增加,POD,CAT和T-AOC活性减少。综合表明,相对于地上部分来说,盐对苜蓿幼苗根系的伤害更大。