低温胁迫对大蒜生长、活性氧代谢及相关基因表达的影响

为探讨大蒜对低温胁迫的响应特性,本研究以‘乐都紫皮大蒜’为材料,分析了低温胁迫下大蒜地上部及根系的生长指标、氧化伤害物质丙二醛含量、脯氨酸含量、抗氧化酶活性及相应基因的动态变化特征。结果显示,低温胁迫抑制了大蒜幼苗的正常生长,且低温对地上部的影响显著强于地下部。与正常培养下的大蒜相比,低温处理加速了丙二醛的累积,促进了脯氨酸含量及抗氧化酶活性的显著增加,其中以提高抗氧化酶GR和POD的活性为主。在胁迫处理期间,抗氧化相关基因也参与了低温响应,其中低温处理9 d时AsPOD基因比对照显著高了745.16%,增幅最大,主成分载荷值最高。本研究表明,低温胁迫主要抑制了大蒜地上部的生长,大蒜脯氨酸含量、POD、GR酶活性及AsPOD基因表达量的显著增加与胁迫响应密切相关。本研究通过测定低温胁迫下大蒜幼苗的生理生化变化及相关基因的表达,分析大蒜对低温的响应模式,解析抗氧化系统调控大蒜抗逆的机制,为培育大蒜抗逆品种提供理论基础。     

盐胁迫对桉树(Eucalyptus)活性氧代谢和CAT基因表达的影响

桉树耐贫瘠,盐胁迫影响桉树的生长速率,严重时造成桉树枯萎死亡。本研究以‘广林9’三月龄组培苗为材料,分别用不同浓度NaCl溶液(0, 30 mmol/L, 60 mmol/L, 90 mmol/L, 120 mmol/L, 150 mmol/L)处理20天后,检测超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase, POD)活性、过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、过氧化氢(hydrogen peroxide, H2O2)含量、丙二醛(malonaldehyde, MDA)质量摩尔浓度等生理指标以及CAT基因的转录变化。NaCl处理后,MDA质量摩尔浓度、H2O2含量显著升高,在90 mmol/L或120 mmol/L处达到最大值;盐胁迫下POD、SOD和CAT活性均表现为先升高后降低的趋势,并且在90 mmol/L NaCl时达到最大值。设无NaCl处理下CAT基因的表达水平为1,用qPCR (real-time quantitative PCR)方法分析不同盐胁迫下6个CAT基因的相对表达水平。随着NaCl浓度增大,CAT1、CAT2和CAT3的相对表达水平呈逐渐降低的趋势,NaCl浓度为30 mmol/L相对表达水平最高,分别为1.54、6.38和1.27;CAT5和CAT6的相对表达水平在120 mmol/L NaCl时达到最大值,分别为2.65和2.21;CAT4的相对表达水平随NaCl浓度增大而增大,并在NaCl浓度为150 mmol/L时显著升高,相对表达水平达3.31。结果表明:90~120 mmol/L NaCl浓度为桉树的耐盐胁迫的极限;盐胁迫会引起桉树ROS (Reactive oxygen species)代谢失衡,积累H2O2导致膜脂过氧化;6个CAT基因在不同盐胁迫强度下的转录变化差异显著,响应机制不尽相同。本研究可为桉树应答盐胁迫机理研究和桉树栽培管理提供参考。     

干旱胁迫对荞麦幼苗活性氧代谢的影响

以4个荞麦品种为材料,采用PEG模拟干旱胁迫方法,研究了干旱胁迫对荞麦幼苗生长发育的影响.结果表明,随着胁迫强度和胁迫时间的延长,叶绿素含量逐渐下降,SOD、POD与CAT活性均表现为先升后降趋势、而MDA含量呈现上升趋势;与其他荞麦品种相比,西农9976具有较高的叶绿素含量,SOD、POD与CAT活性峰值最大,且活性最高值出现时间最晚,后期维持较高的酶活性,同时具有较低的MDA含量.     

铜胁迫对小白菜品质相关指标的影响

近年来,日益严重的铜污染导致的高等植物铜毒害问题逐渐凸现,通过对铜胁迫下小白菜的品质相关指标的试验研究发现:外界铜胁迫会使植株硝酸盐含量减少,NR活性和Vc含量也有类似变化;而可溶性蛋白含量在低浓度铜胁迫下略有增加,但随着铜浓度升高会显著减少;可溶性糖含量也是先上升,超过一定浓度又会呈现明显的下降趋势.     

高温胁迫下NO对铁线莲光合特性和活性氧代谢的影响

一氧化氮(nitric oxide,NO)作为一种新的植物生长调节剂,对植物胁迫应答具有积极的作用。本研究以铁线莲‘钻石’品种幼苗为材料,对其施加不同浓度(0,0.1,0.4,0.8,1.2 mmol/L)的外源NO供体硝普钠(SNP)并进行高温胁迫处理,分析质膜透性、活性氧代谢、光合特性等变化。结果表明,高温胁迫下外源NO处理可以显著降低铁线莲幼苗叶片相对电导率和MDA含量(P<0.05),减少H₂O₂和O₂^-的积累;同时外源NO处理可以增强抗氧化酶(SOD,CAT,POD)的活性,提高F_v/F_m、ETR、Φ_PSⅡ、NPQ (P<0.05),维持较高的PSⅡ光化学活性,由此提高铁线莲耐高温能力,其中0.4 mmol/L NO处理效果最明显。上述结果表明,外源NO处理缓解高温对铁线莲的伤害可能与抗氧化酶活性和光合特性的提高有关。     

水分胁迫下蔗叶活性氧代谢的数学分析

水分胁迫加速了蔗叶活性氧的产生并消弱其清除能力。经回归模拟显示，蔗叶ＭＤＡ含量、质膜差别透性、Ｏ２＾－产生速率和组织自动氧化速率均随土壤含水量的降低呈指数增加，ＳＯＤ活性和ＧＳＨ含量呈抛物线变化，而ＣＡＴ活性呈对数降低；逐步回归分析定量地指出了水分胁迫下蔗叶ＳＯＤ和ＣＡＴ在清除活性氧、防止膜脂过氧化和质膜破坏中的协同作用关系，且受Ｏ２＾－产生的影响；经卡方测验证实，该回归模型各参数与大田干旱胁迫的     

NaCl胁迫下外源壳聚糖对菜用大豆光合作用及叶绿体活性氧代谢的影响

采用蛭石栽培,以菜用大豆为试材,研究外源壳聚糖对NaCl胁迫下幼苗叶片光合作用及叶绿体活性氧(ROS)代谢的影响,以期探明NaCl胁迫下壳聚糖调控菜用大豆光合作用的生理机制。结果显示:NaCl胁迫下,外源壳聚糖通过诱导非气孔因素显著缓解了菜用大豆在胁迫中期(第6~12天)净光合速率(Pn)的下降;外源壳聚糖显著抑制了叶绿体O-·2的产生速率及H2O2含量的上升,显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及抗坏血酸过氧化物酶(APX)在胁迫中期(第6~12天)的活性。无盐条件下,外源壳聚糖在处理早期对上述各指标产生了显著影响,中、后期该作用消失。上述结果表明:外源壳聚糖在NaCl胁迫下对菜用大豆的作用与无盐条件下不同;NaCl胁迫下,壳聚糖可诱导菜用大豆叶绿体保护酶活性及As A-GSH循环的运转速率,及时清除过量ROS,以抑制盐胁迫对光合膜的伤害,这可能是壳聚糖缓解Pn下降,进而缓解菜用大豆干质量下降的重要原因之一;外源壳聚糖的作用具有时效性。     

一氧化氮对铜、镉胁迫下平邑甜茶幼苗活性氧代谢的影响

利用一氧化氮供体硝普纳（sodium nitroprusside,SNP）,研究了一氧化氮对铜、镉胁迫下平邑甜茶幼苗的活性氧代谢的影响。结果表明：在200μM的CuCl2或CdCl2处理下,25～200uM的SNP能够提高平邑甜茶幼苗根系和叶片的SOD,POD活性,降低根系和叶片的超氧阴离子（O-2）产生速率及丙二醛（MDA）含量,表明适当浓度的一氧化氮可以通过提高部分抗氧化酶活性来缓解铜、镉胁迫对平邑甜茶幼苗的伤害。     

逆境胁迫下植物活性氧代谢及外源调控机理的研究进展

逆境胁迫可使植物活性氧代谢失衡,导致活性氧过度积累,从而对植物造成氧化伤害。而外源调控可以缓解这种逆境伤害。从逆境胁迫及外源调控对植物活性氧代谢机制的影响角度,总结了近年来国内外关于逆境胁迫及外源调控对植物活性氧自由基代谢、细胞膜脂过氧化程度、抗氧化酶活性影响的研究进展。在此基础上指出未来全球变化背景下植物活性氧代谢研究应在分子水平上进一步深入,同时应加强关于CO2、O3等温室气体浓度升高对植物活性氧代谢影响的研究。     

低温胁迫下活性氧代谢与烟草花芽分化的研究

2013年对低温胁迫下烟苗活性氧代谢特性以及活性氧与烟草花芽分化关系进行了研究。结果表明,低温胁迫下,保护酶超氧化物歧化酶(SOD)响应最为迅速,随后过氧化氢酶(CAT)活性逐渐升高,而过氧化物酶(POD)活性响应晚于CAT;CAT在胁迫前中期起保护作用,而POD主要在中后期起保护作用。低温胁迫下,超氧阴离子和过氧化氢都迅速升高,在保护酶系的作用下,活性氧含量呈现动态变化,随着胁迫时间延长,后期超氧阴离子含量开高,过氧化氢含量下降。相关分析表明烟草花芽分化时间与活性氧含量变化有显著相关关系,推测低温胁迫下,烟苗体内活性氧代谢平衡状态的变化可能参与烟草的成花转变,一定程度地促进花芽分化,具体机制有待进一步研究。     

低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响

作物对低温胁迫的响应是一个复杂的生理生化过程。为了选育耐寒性强、稳产高糖的甘蔗品种,在前期区域试验的基础上,选择4个抗寒能力不同的甘蔗品种（系）作为研究材料。通过测定分析不同甘蔗品种（系）活性氧（ROS）代谢和抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,研究其对低温的响应。结果发现：随低温胁迫时间的延长幼苗叶片ROS增加,抗氧化酶活性在一定时间范围内以较快速率提高并对低温胁迫产生的ROS进行清除,且活性出现降-升-降的响应过程;不同甘蔗品种（系）抗氧化酶对胁迫的响应存在差异。与此同时,叶片的相对电导率和丙二醛（MDA）含量也随胁迫时间延长而波动增加,根据两者的大小变化得出不同甘蔗品种（系）对低温胁迫的敏感性,即ROC22>FN39>GR2>GT28。     

铜胁迫对小白菜品质的影响

外界铜胁迫会植株硝酸盐含量减少,NR活性和Vc含量也有类似变化,而可溶性蛋白含量先是略有增加,铜浓度较高时则显著减少,可溶性糖含量也会上升,但超过一定浓度又会呈现明显的下降趋势。     

不同营养液浓度对小白菜生物量及硝酸盐含量的影响

[目的]为明确在不影响小白菜生物量情况下,有效降低硝酸盐含量的最佳水肥供应方式,以期为实际生产中采取的经济环保且硝酸盐低残留的施肥方法提供依据。[方法]本研究以小白菜为原料,采用无土栽培,探讨不同浓度营养液对小白菜生物量、吸水量及其体内硝酸盐含量的影响。[结果]结果表明：小白菜定植10 d内,营养液浓度的改变对其生理指标没有显著影响。定植10 d后到收获,当营养液浓度＜2.4 dS/m 时,小白菜的生理指标随着营养液浓度的增加而增加;营养液浓度≥2.4 dS/m 时,营养液浓度的增加对鲜质量没有显著影响。小白菜收获时EC值≥2.4 dS/m时提高营养液浓度会显著增加小白菜体内硝酸盐的积累。小白菜的吸水量和营养液浓度呈正相关,当营养液浓度为2.4 dS/m时,小白菜的水分利用率最高。[结论]因此,在小白菜定植10 d内使用1.2 dS/m浓度的营养液进行栽培,定植10 d后营养液浓度逐渐增加至2.4 dS/m直至栽培结束,能够最大程度提高产量和水分利用率并把硝酸盐含量维持在一个较低水平。     

硝酸盐胁迫对玉米幼苗氮同化相关酶的影响

为了研究硝酸盐胁迫对玉米幼苗生长相关酶活性的影响,在前人研究工作的基础上以郑58、郑单958和昌7-2为研究材料,采用溶液培养方法,在不同浓度硝酸盐胁迫下,对3个品种的幼苗进行硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、超氧化物歧化酶活性的测定。揭示了玉米幼苗在适宜、高、低浓度硝酸盐供应条件下3种酶活性的变化。结果显示:硝酸盐浓度2.00 mmol/L时,根系和叶片的超氧化物歧化酶活性较低,说明该浓度范围可以作为玉米幼苗适宜培养浓度。低(0.02,0.20 mmol/L)、高(10.00,20.00 mmol/L)浓度硝酸盐条件下,SOD活性明显上升,杂交系郑单958体内SOD活性明显高于亲本郑58和昌7-2品种(P0.05),说明郑单958品种在胁迫条件下有较高的自我保护作用。低硝酸盐浓度(0.02,0.20 mmol/L)时,随着硝酸盐供应浓度的增加硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性增强;高硝酸盐浓度(10.00,20.00 mmol/L)时,硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性下降。叶片NR活性下降程度小于根系,说明硝酸盐供应变化对根系影响较大。父本昌7-2对硝酸盐的还原作用明显弱于母本郑58和子代郑单958,尤其在胁迫条件下存在显著差异(P值均0.05)。谷氨酰胺合成酶的变化趋势与硝酸还原酶活力基本相似。     

锌对水花生生长及活性氧代谢的影响

采用Hoagland营养液加不同浓度梯度的锌培养水花生植株,研究了锌对水花生的生长特性和部分生理指标的影响。研究表明,低浓度锌(10mg&#8226;L-1),水花生植株外伤症状为轻度伤害;当锌浓度＜50mg&#8226;L-1时,植物细胞内的SOD、POD、CAT酶活性均有所升高。而随着锌浓度增加,可造成植株生长缓慢、生物量下降;叶片色素下降;水花生体内活性氧清除系统中SOD、POD、CAT三种酶平衡被破坏,不能有效阻止O2&#8226;-和H2O2的积累,细胞膜透性增大、MDA含量高度积累,从而影响植物的正常生长代谢,使之出现毒害症状。     

NaCl对不同抗性水稻氮代谢及相关基因表达的影响

为了探究盐胁迫下不同抗性水稻氮代谢的变化,以抗性品种东稻4号、盐敏感品种日本晴为材料,测定NaCl胁迫下水稻根和叶中氮含量、氮代谢相关酶活及相关基因表达的变化。结果表明,0.3%的NaCl胁迫后水稻根和叶中NO^-₃含量、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、依赖NADH的谷氨酸合酶(NADH-GOGAT)活性均有不同程度的下降,而NH⁺₄含量、依赖Fd的谷氨酸合酶(Fd-GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、天冬氨酸转氨酶(AST)活性均升高,东稻4号氮含量及氮代谢酶活性比日本晴稳定,根和叶中变化一致。检测氮转运及代谢相关基因表达发现,硝酸根转运蛋白基因OsNRT1;1、OsNRT1;5、OsNRT1;8、OsNRT2;1,铵转运蛋白基因OsAMT1;1、OsAMT1;2及谷氨酰胺合成酶基因OsGS1;2、天冬氨酸转氨酶基因OsAS盐胁迫后在2个品种中均升高,在高表达部位升高显著;谷氨酸合酶基因OsFd-GOGAT在两品种叶中升高显著,根中稍有下降;谷氨酸合酶基因OsNADH-GOGAT和谷氨...     

硼胁迫对不同类型西瓜活性氧代谢与抗氧化系统的影响

【目的】为了研究硼对不同类型西瓜活性氧代谢与抗氧化系统的影响。【方法】以籽瓜、“黑美人”西瓜和野生西瓜为材料,设0.00,0.05,0.20,0.60 mmol/L 四个硼浓度,测定三种类型西瓜O2.?、H2O2和MDA含量及SOD、POD和CAT活性。【结果】结果表明：三种类型西瓜的O2和H2O2产生速率在硼胁迫下均显著提高,且高硼胁迫的西瓜O2.?和H2O2产生速率都大于缺硼胁迫,并导致MDA的积累。硼胁迫使三种类型西瓜的POD活性上升,CAT活性下降。籽瓜和“黑美人”的SOD活性下降,野生西瓜SOD活性上升。【结论】硼胁迫引起西瓜的活性氧爆发,并启动了西瓜的抗氧化系统,但仍然无法完全抵御硼胁迫带来的活性氧伤害,野生西瓜对硼胁迫的抗逆最强。     

高温胁迫对重穗型水稻品种叶片活性氧代谢的影响

利用高温胁迫,比较研究了不同穗重型品种叶片的O-2产生速率、H2O2和MDA含量变化,以及抗坏血酸过氧化物酶(ASP)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化歧化酶(SOD)的酶活性变化.结果表明:高温胁迫下,水稻叶片中的O-2产生速率、H2O2和MDA含量随处理时间的延长而加速上升,且上升速率及含量呈现轻穗型品种E优540＞中穗型品种D优68＞重穗型品种II优162、冈优527;而保护酶SOD、CAT和ASP的活性则相反,呈现重穗型品种＞中穗型品种＞轻穗型品种.同时,从高温胁迫下各类型品种叶片中CAT和ASP的活性上升与下降的拐点比较,重穗型品种比中穗型和轻穗型的出现时间推迟1 d.由此认为,重穗型品种的这种抗逆性代谢优势,是该类型在高光强、高温和低CO2浓度下显示其高的净光合速率的生理基础.     

铝胁迫对烟草叶片光能利用、光保护系统及活性氧代谢的影响

为了揭示烟草叶片光能利用和光保护系统在铝诱导的活性氧代谢中的作用机理,以2个不同耐铝性的烟草品种云烟100(耐铝)和云烟105(敏感)为材料,采用水培法研究了不同铝浓度(0,50,100,200μmol/L)对烟草植株生长、叶片活性氧含量、光合特性、叶绿素荧光参数、光呼吸、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响。结果表明,铝浓度的升高显著降低了烟草叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(q P),提高了反应中心PSⅡ过剩激发能,从而导致叶片O_2-·和H2O_2含量升高,植株生物量下降,其中对云烟105影响大于云烟100。随铝处理浓度的升高,烟草叶片非光化学猝灭系数(NPQ)、光呼吸速率、SOD和APX活性呈先升后降的趋势。与敏感品种云烟105相比,耐铝品种云烟100在不同铝浓度胁迫下表现出更高的ΦPSⅡ、q P、NPQ、光呼吸速率以及SOD和APX活性,说明低浓度铝胁迫下烟草叶片可通过提高光化学反应能力、热耗散、光呼吸以及抗氧化酶活性等途径来降低反应中心PSⅡ过剩激发能,防止或清除活性氧的积累,从而增强其对铝的耐性。     

水分胁迫下斑茅3个逆境代谢相关基因表达的实时PCR分析

【研究目的】初步探讨斑茅3个关键逆境适应相关基因在水分胁迫下的表达机制。【方法】已克隆S-腺苷蛋氨酸脱羧酶、鸟氨酸氨基转移酶、甜菜碱脱氢酶3个基因和内参基因的基础上,应用定量PCR技术,对这3个基因在不同胁迫时间下的表达水平进行分析。【结果】斑茅的S-腺苷蛋氨酸脱羧酶、鸟氨酸氨基转移酶基因、甜菜碱脱氢酶基因表达在初期均受抑制,后期表达持续上调,但甜菜碱脱氢酶基因受水分诱导表达较前两个基因明显。【结论】这可能暗示着在斑茅中,脯胺酸和甜菜碱的合成受水分胁迫诱导,而甜菜碱的合成相对脯胺酸和多胺受水分胁迫诱导影响更大。这些研究为斑茅抗旱的分子机制提供初步的理论基础。