黄瓜幼苗光合作用对亚适温弱光胁迫的适应性

为探讨黄瓜光合作用对温光逆境的适应机理,研究了弱光、亚适温、亚适温弱光胁迫处理对津优3号黄瓜幼苗光合作用的影响.结果表明,弱光、亚适温、亚适温弱光胁迫均使黄瓜幼苗的光合速率(Pn)和RuBP羧化酶活性明显降低,Pn的主要限制因素是非气孔因素,但亚适温和亚适温弱光下Pn的降低与气孔限制有一定相关性.弱光和亚适温胁迫同时出现时,温度起主要作用.10 d内弱光及亚适温弱光胁迫可使黄瓜幼苗叶片的光补偿点降低.弱光和亚适温弱光处理的光下实际光化学效率(ΦPSⅡ)和初始荧光(Fo)降低,暗下光化学效率(Fv/Fm)变化不大:亚适温处理的ΦPSⅡ和Fv/Fm均降低,Fo没有明显变化.说明弱光和亚适温弱光处理没有产生明显的光抑制;亚适温胁迫诱导了黄瓜叶片PSⅡ的光抑制,但对PS Ⅱ反应中心的损伤不明显.     

2,4-表油菜素内酯(EBR)对网纹甜瓜光合特性和果实品质的影响

本文采用不同浓度的2,4-表油菜素内酯(EBR)处理不同发育阶段的网纹甜瓜植株,观察EBR处理植株和对照植株的光合相关指标的变化,分析收获后EBR处理和对照植株之间果实品质的差异.结果表明,提高网纹甜瓜光合速率的最有效的EBR浓度是0.1 mg·L-1.在幼苗期和初花期植株中,EBR处理改善了净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),同时降低了胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr),而EBR对光合速率的改善是由于非气孔因素所致.在结果后期,EBR处理植株的Pn、Gs和Ci均高于对照植株,而Tr则低于对照;EBR处理植株的光合能力的上升是由于气孔因素所致.EBR可以有效地提高果实的纵径和横径,显著提高果实重量;EBR促进果实和重量增大的原因可能是EBR直接促进了细胞的生长和分裂.此外,EBR处理植株果实的可溶性固形物含量也出现显著地提高.根据上述结果推测EBR能提高网纹甜瓜植株的光合速率,促进碳水化合物从叶片向果实的转运.本研究有助于进一步探究BR类物质对甜瓜植株光合作用以及果实品质影响的作用机理,同时也为网纹甜瓜优质高产栽培提供理论依据和方法指导.     

2,4-表油菜素内酯对低温胁迫下辣椒幼苗根系生长及抗氧化酶系统的影响

为探讨外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)对低温胁迫下辣椒(Capsicum annuum L.)幼苗根系的生长和根系抗氧化系统的影响,本试验采用叶面喷施外源EBR(0、10.0、1.0、0.1、0.01、0.001 μmol·L-1)的方法,比较分析了低温胁迫下幼苗根系形态、根系抗氧化酶活性、过氧化物质含量等生理指标.结果表明,低温抑制了辣椒幼苗根系的生长,低温胁迫下喷施EBR,辣椒幼苗根系的生长受抑制程度减轻,其根系总长、根表面积、分根数较单纯低温处理显著增加;低温胁迫下喷施0.1μmol·L-1EBR辣椒幼苗根系SOD、POD、CAT活性显著提高,MDA含量降低.外源EBR处理可调节辣椒根系形态和提高根系抗氧化酶活性,增强植株抗低温胁迫的能力,并且EBR的浓度以0.1μmol·L-1最佳.说明在低温胁迫下适宜浓度的EBR可缓解辣椒幼苗的根系生长,这对阐明EBR缓解辣椒幼苗低温胁迫的作用机制提供了理论依据.     

表油菜素内酯对汞胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响

为探讨表油菜素内酯(EBR)对小麦幼苗汞胁迫的调控作用,采用营养液水培法,研究汞胁迫下叶面喷施24-表油菜素内酯对小麦幼苗生长、叶片MDA及H2O2含量、质膜透性、抗氧化酶活性、抗氧化物质含量的影响。结果表明,50 mg·L-1汞处理小麦幼苗后,小麦幼苗的株高和干重显著降低,叶片的MDA、H2O2含量和质膜透性增加,SOD、POD和CAT活性下降,As A、GSH含量降低。与单独汞胁迫相比,叶面喷施一定浓度EBR促进了小麦幼苗的生长,降低了小麦幼苗叶片的MDA和H2O2含量,减小了质膜透性,提高了SOD、POD和CAT活性,增加了抗氧化物质As A、GSH含量,提高了As A/DHA、GSH/GSSG的比值,以EBR浓度0.01 mg·L-1为宜。综上,外源EBR可缓解汞胁迫对小麦幼苗的伤害,其机制可能与EBR能提高抗氧化酶活性及抗氧化物质含量、降低MDA和H2O2含量有关。本研究结果为降低汞污染土壤对作物生长的毒害作用提供了依据。     

外源24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗抗氧化系统及蛋白含量的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下外源24-表油菜素内酯(24-ep iBR)对2个抗低氧能力不同的黄瓜品种(“绿霸春四号”和“中农八号”)叶和根组织中抗氧化系统及根系中可溶性蛋白和热稳定蛋白含量的影响。结果表明,营养液添加1×10-3m g/L 24-ep iBR能显著提高黄瓜植株叶和根组织抗氧化酶SOD、POD活性,对CAT活性无明显影响,降低了O.2-和M DA含量,同时,根系可溶性蛋白和热稳定蛋白含量显著提高;与抗低氧性较弱的品种“中农八号”相比,24-ep iBR处理对抗低氧性强的品种“绿霸春四号”效果更明显,表明外源24-ep iBR处理通过促进抗氧化酶活性和蛋白含量的提高,降低低氧胁迫下植株体内RO S含量,增强植株低氧逆境的适应能力。     

外源24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗抗氧化系统及蛋白含量的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下外源24-表油菜素内酯(24-epiBR)对2个抗低氧能力不同的黄瓜品种(“绿霸春四号”和“中农八号”)叶和根组织中抗氧化系统及根系中可溶性蛋白和热稳定蛋白含量的影响。结果表明,营养液添加1×10^-3 mg/L 24-epiBR能显著提高黄瓜植株叶和根组织抗氧化酶SOD、POD活性,对CAT活性无明显影响,降低了O^.-₂和MDA含量,同时,根系可溶性蛋白和热稳定蛋白含量显著提高;与抗低氧性较弱的品种“中农八号”相比,24-epiBR处理对抗低氧性强的品种“绿霸春四号”效果更明显,表明外源24-epiBR处理通过促进抗氧化酶活性和蛋白含量的提高,降低低氧胁迫下植株体内ROS含量,增强植株低氧逆境的适应能力。     

2,4-表油菜素内酯对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗根系生长抑制及氧化损伤的缓解效应

为探讨外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)提高紫花苜蓿(Medicago sativa L.)耐盐性的生理调控机制,采用营养液水培法,以紫花苜蓿品种‘中苜3号’和‘陇中苜蓿’为材料,研究Na Cl胁迫下添加外源EBR对紫花苜蓿幼苗根系生长、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、非酶抗氧化物质、活性氧及MDA含量的影响。结果表明:150 mmol·L?1 Na Cl胁迫下,‘中苜3号’、‘陇中苜蓿’幼苗根系的生长显著受到抑制,根系干重和根系活力显著降低,幼苗根系中的可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性显著降低,活性氧和MDA含量显著增加,根系脂质过氧化程度加剧,细胞质膜完整性受到破坏。添加0.1μmol·L?1外源EBR显著增加了2个品种苜蓿幼苗的主根长、根系总长度、根系总表面积、根体积、根尖数、根系干重和根系活力,幼苗根系中的可溶性蛋白含量、抗氧化酶(SOD、APX、GPX、CAT、GR)活性、非酶抗氧化物质(As A、GSH)含量均显著增加,超氧阴离子自由基(O2·?)产生速率、羟自由基(OH·)浓度、H2O2含量和膜脂过氧化产物MDA含量显著降低,有效缓解了根系脂质过氧化程度,提高了细胞质膜的完整性。说明外源EBR能够有效缓解Na Cl胁迫对紫花苜蓿幼苗根系生长的抑制作用,增强紫花苜蓿幼苗根系的渗透调节能力和抗氧化系统活性,降低活性氧的积累和膜脂过氧化水平,减小Na Cl胁迫对紫花苜蓿幼苗根系造成的氧化伤害,促进根系生长,增强苜蓿幼苗的抗盐性。     

外源24-表油菜素内酯对逆境胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨不同胁迫对玉米种子生物化学特性的影响,采用不同浓度的24-表油菜素内酯(EBR)处理玉米种子,研究Na Cl和低温(15℃)胁迫下,外源EBR对玉米幼苗电解质外渗率(REC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脯氨酸、可溶性糖和各生长指标的影响。结果表明,在180 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下,0.050 mg·L~(-1)EBR可以显著缓解Na Cl的胁迫伤害,使玉米种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数显著提高,盐害指数降低;幼苗株高、根长、植株鲜重、相对含水量、根冠比也显著提高;抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性相应增加,脯氨酸和可溶性糖含量也相应提高,MDA含量和相对电导率降低。低温(15℃)胁迫下,与正常温度(25℃)相比,0.001~1.000 mg·L~(-1)范围内,EBR对提高玉米株高、根长、单株干鲜重、发芽率均有促进作用,0.100 mg·L~(-1)作用效果最好,对提高发芽势有一定促进作用,但无明显的规律性。由此可知,一定浓度的EBR浸种能缓解盐和低温对玉米的胁迫损伤,其作用机制可能是EBR可以激活细胞合成自由基清除酶的能力,且酶类物质通过相互协调作用减轻胁迫伤害。本研究为玉米的抗逆性研究提供一定的理论依据。     

表油菜素内酯对镉胁迫下番茄幼苗生长及镉累积的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0、0.02、0.1、0.5、2.5 mg/L)的表油菜素内酯(EBR)对镉胁迫下番茄幼苗生长及镉累积的影响。结果表明,镉处理后番茄幼苗的生物量、叶绿素含量、抗氧化酶(POD和CAT)活性均下降,丙二醛(MDA)含量、相对电导率和渗透调节物质含量均升高;喷施一定浓度的EBR(0.5 mg/L)后,番茄幼苗的生物量、叶绿素含量、抗氧化酶(POD和CAT)活性及脯氨酸含量均显著增加,可溶性蛋白、MDA含量和相对电导率有所下降,番茄幼苗根系和地上部分的镉含量分别上升了50.0%和93.4%,镉转运系数最低,为0.45。综上,喷施EBR能够增强番茄幼苗对镉胁迫的耐受性,促进幼苗生长,降低镉的转运系数,其中,EBR浓度为0.5 mg/L时效果最好。     

24-表油菜素内酯对镉胁迫下大豆苗期生理特性的影响

为探讨外源EBR缓解大豆幼苗Cd毒害的机理,以大豆品种黑农48为试材,采用营养液水培法,以不同浓度(0.01、0.05、0.1、0.2、0.5mg·L-1)的24-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)处理10mg·L-1Cd胁迫下的大豆幼苗,研究外源EBR对Cd胁迫下大豆幼苗株高及根系生长,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)3种抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)含量和叶绿素含量的影响。结果表明,Cd胁迫下,喷施0.01~0.1mg·L-1EBR对大豆各项生长指标的影响较单独Cd胁迫差异不显著;在0.2~0.5mg·L-1EBR范围内喷施0.5mg·L-1EBR明显提高大豆的株高、根长、地下鲜重、地下干重,较单独Cd胁迫分别提高了17.9%、9.5%、33.3%、38.1%。低浓度EBR(0.01mg·L-1和0.05mg·L-1)对3种抗氧化酶活性、叶绿素含量的提高作用及MDA含量的降低作用不显著;在0.1~0.5mg·L-1范围内喷施0.5mg·L-1EBR,Cd胁迫处理2d和8d后POD、CAT、APX活性及叶绿素含量较单独Cd处理升高42.6%和48.1%,20.2%和67.7%,97.3%和64.8%,29.7%和15.6%,MDA含量较单独Cd处理降低19.7%和27.8%。因此,0.1~0.5mg·L-1EBR是较适宜的喷施浓度,0.5mg·L-1EBR是最佳的喷施浓度。适宜浓度的外源EBR能促进Cd胁迫下大豆的生长,提高其抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化的程度和光合系统的损伤,有利于增强植株耐Cd胁迫能力。本研究为阐明EBR缓解Cd胁迫对大豆幼苗伤害的作用机理提供理论依据。     

弱光对黄瓜幼苗光合特性及Rubisco酶的影响

为进一步探讨黄瓜耐弱光性的特性,对戴多星和津研2号2个黄瓜品种进行弱光胁迫处理(光照强度75~100μmol·m~(-2)·s~(-1)),以600μmol·m~(-2)·s~(-1)光照强度为对照,研究弱光胁迫下其生理生化指标、光合活性、荧光特性、Rubisco活性、Rubisco大小亚基蛋白含量及基因表达的变化。结果表明,弱光处理后,黄瓜气孔发育受到抑制,气孔开张度、气孔密度和气孔指数均有所降低,且津研2号表现更为明显,所有指标均降低20%以上。黄瓜叶片叶绿素含量、植株净光合速率(Pn),气孔导度(Gs),PSⅡ实际量子效率(ΦPSⅡ),Rubisco活力、Rubisco大小亚基蛋白含量及基因表达均明显降低,其中津研2号所有指标均下降30%以上。与津研2号相比,戴多星的色素含量较高,光能捕获和利用能力较强,分配于光合作用的量子产量较高,Rubisco活性、Rubisco大小亚基蛋白含量及大小亚基基因表达较高,因而Pn相对降低较少(30.9%,津研2号下降54.5%),表现出较强的耐弱光性。本研究结果为黄瓜耐弱光机理的深入研究及耐弱光黄瓜品种的选育栽培提供了参考依据。     

根施5-氨基乙酰丙酸对亚适宜温光下黄瓜幼苗生长的影响

为缓解亚适宜温光环境对黄瓜幼苗生长产生的不利影响,以中农26号为试验材料,研究亚适宜温光下根施不同浓度5-氨基乙酰丙酸(ALA)对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,亚适宜温光下,根施5 mg·L^-1 ALA可以显著提高黄瓜幼苗的全株干重、壮苗指数和根系活力,与对照相比,黄瓜幼苗全株干重和壮苗指数分别提高了32.5%和47.1%,根系活力提高了95.0%。根施5 mg·L^-1 ALA能够显著增加幼苗叶片叶绿素和ALA含量,与对照相比,总叶绿素和ALA的含量分别提高了49.5%和55.7%。根施5 mg·L^-1 ALA黄瓜幼苗的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)分别较对照提高了22.9%和42.2%。根施5 mg·L^-1ALA后,抗氧化酶活性显著提高,叶片和根系的丙二醛(MDA)含量分别比对照降低了35.3%和18.1%。同时,根施适宜浓度的ALA对矿质元素的吸收和运输产生有一定影响,但对叶绿素合成过程中相关基因的表达无明显调控作用。本研究为缓解黄瓜幼苗亚适宜温光伤害提供了新方法,也为ALA在设施农业上的应用提供了技术支持。     

硅对Cd胁迫下黄瓜苗期光合及抗氧化酶系统的影响

为了解石灰性土壤硅对Cd胁迫下黄瓜苗期叶片的光合特性和抗氧化酶系统及对实际土壤Cd毒害植物的防治,研究了硅介入下Cd污染土壤中黄瓜苗期的叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2(C_i)等光合作用指标,叶绿素含量,丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶系统等相关参数。结果表明:与空白相比较,单施Cd处理下,P_n、G_s、T_r和叶绿素含量下降,Ci提高。硅介入后,能明显提高P_n、G_s、T_r和叶绿素总量,降低C_i含量。当C_d含量为5mg/kg时,硅施加量100~200mg/kg情况下,与空白相比,P_n、G_s、T_r和叶绿素上升,C_i下降,但100mg/kg与200mg/kg的硅处理差异不明显,300mg/kg的硅添加量效果最好。对于抗氧化酶系统,与空白相比较,土壤Cd含量为3~5mg/kg时,3类抗氧化酶的活性均受到显著抑制,200~300mg/kg硅的引入可明显提高SOD、POD、CAT活性,降低MDA值。可见,硅的引入可明显改善Cd胁迫下黄瓜叶片的光合特性和抗氧化酶系统。施用少量硅肥在石灰性土壤中对缓解植物Cd毒害具有一定的应用前景。     

镉胁迫对黄瓜幼苗光合和叶绿素荧光特性的影响

通过室内水培试验,研究了不同浓度镉处理（0,25,50,100,200μmol/L）对黄瓜幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的影响。结果表明：镉胁迫第4天,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率已显著下降,但细胞间隙CO2浓度变化不大;叶绿素相对含量仅在200μmol/L镉胁迫时下降;叶绿素荧光参数Fv/Fm、Yield和ETR变化不大,表明200μmol/L以下镉处理光合下降的主要原因是气孔因素。在胁迫第8天,所有镉处理净光合速率、气孔导度、蒸腾速率进一步下降,细胞间隙CO2浓度上升,叶绿素相对含量和除NPQ外的所有荧光参数也显著下降,表明此时光合下降与非气孔因素如叶绿素相对含量下降和原初光化学反应受到伤害等有关。50μmol/L镉胁迫导致除NPQ外的所有荧光参数出现一低谷值,原因可能与镉胁迫引起的严重Fe缺乏有关。     

Effects of Silicon on Photosynthesis of Young Cucumber Seedlings Under Osmotic Stress

Effects of silicon (Si) application on photosynthesis of solution-cultured cucumber seedlings were investigated under osmotic stress and unstressed conditions. In unstressed conditions, silicon application had no effect on growth and photosynthetic parameters. The responses of the photosynthetic parameters to abruptly imposed osmotic stress did not differ between silicon treatments. After 1 week exposure to osmotic stress, growth reduction was observed, but it was less severe in seedlings grown with silicon than in those without silicon. Although there were no differences between silicon treatments in stomatal conductance, transpiration rate, cuticular transpiration, or xylem sap exudation rate under osmotic stress, leaf intercellular carbon dioxide (CO₂) concentration was significantly lower and photosynthetic rate tended to be higher in seedlings supplied with silicon. These results suggested that the silicon-induced alleviation of growth reduction under osmotic stress in cucumber was due to amelioration of stress-induced damage of leaf tissues rather than to improvement of leaf water status.