H2O2预处理对不同水稻品种Cd耐性的影响

以耐性不同的两个水稻品种N07-63和N07-6为材料,采用水培法研究了镉(Cd)胁迫下过氧化氢(H2O2)预处理对水稻Cd耐性和吸收转运的影响及品种间差异.比较了两个品种不同处理下丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、非蛋白巯基(NPT)、植物络合素(PCs)含量以及谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性的变化.结果表明,50 μmol/L Cd处理显著抑制水稻生长,提高GSH、NPT、PCs、MDA含量和GST活性,且品种间差异显著.从Cd在水稻植株中的分布上看,N07-6向地上部转运的Cd比N07-63多.H2O2预处理后,两个品种Cd毒害效应减轻,GSH、NPT、PCs含量和根部GST活性得到进一步提高,且N07-63的增幅高于N07-6,其耐性也提高更多.H2O2预处理降低了两个品种的Cd向地上部转运,但对根部Cd含量存在不同的影响.从上述结果可以推测,两个品种在Cd解毒机制和对H2O2的响应上存在明显差异.     

Effect of H_2O_2 Pretreatment on Cd Tolerance of Different Rice Cultivars

The effect of H2O2 pretreatment on Cd tolerance and translocation of rice seedlings were studied using two rice cultivars (N07-6 and N07-63) differing in Cd tolerance. The contents of malondialdehyde (MDA), reduced glutathione (GSH), non-protein thiols (NPT), phytochelatins (PCs) and the activity of glutathione S-transferase (GST) were compared between the two cultivars exposed to various treatments. The results showed that 50 μmol/L Cd exposure significantly inhibited rice growth, enhanced the production o...     

抗氧化酶和植物螯合肽对苎麻重金属Cd胁迫的应答

为了探究抗氧化酶和植物螯合肽在苎麻耐镉生理机制中的作用,本研究以苎麻耐性品种‘川苎8号'为实验材料,对其进行5、25、50 mg/L的镉处理,7 d后分别测定其生物量、镉含量、抗氧化酶活性、植物螯合肽含量以及相关基因表达量。结果表明5 mg/L镉处理‘川苎8号'的株高、根长与生物量受到促进,25、50 mg/L镉处理下‘川苎8号'的株高、根长与生物量受到抑制,‘川苎8号'主要将镉积累在根部,不同镉处理下转运系数均小于1,25 mg/L镉处理时镉积累量与转运系数均显著高于其他处理;镉胁迫后‘川苎8号'地上部和地下部超氧化物歧化酶（SOD）活性显著升高,丙二醛（MAD）活性显著降低,过氧化氢（H₂O₂）含量显著上升;5、25 mg/L镉处理时地下部植物螯合肽（PCs）与谷胱甘肽（GSH）含量显著低于对照,50 mg/L镉处理时高于对照但未达到显著差异;PCs和GSH在地上部和地下部承担着不同的解毒作用;各浓度处理的地上部BnPCS1相对表达量均与镉含量呈极显著正相关（P<0.01）,高浓度（25、50 mg/L）处理的地上部BnGCL1相对表达量与镉含量呈正相关（P<0.01）;低浓度（5 mg/L）处理下SOD活性显著高于对照,与各部位镉含量均呈极显著正相关（P<0.01）,高浓度镉处理时地下部SOD活性与镉含量呈极显著负相关（P<0.01）,地下部PCs含量与镉含量呈极显著正相关（P<0.01）。综合分析说明,‘川苎8号'在低浓度镉胁迫时主要通过激活抗氧化酶活性消除细胞中自由基的毒害,高浓度镉胁迫时通过调节抗氧化酶活性和PCs与GSH合成解除镉的毒害。     

冬小麦抗寒性鉴定的低温处理方式和鉴定指标的研究

为了筛选冬小麦抗寒性鉴定的低温处理方式和鉴定指标,以冬小麦强抗寒品种东农冬麦1号、弱抗寒品种济麦22和不抗寒品种中国春为试验材料,设室内快速低温、室内缓慢低温和田间种植三种处理,测定和分析了不同处理下小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量.结果表明,与室内缓慢低温处理相比,室内快速低温处理下小麦各项指标较接近田间种植处理,且与田间种植处理相关性较显著.低温下抗寒品种的H2O2及MDA含量显著低于弱抗寒品种和不抗寒品种,SOD活性和ASA含量与H2O2含量呈极显著负相关.因此,室内快速低温处理结合SOD活性及ASA、H2O2和MDA含量分析可以进行小麦品种抗寒性鉴定.     

镉胁迫对不同水稻基因型植株生长和抗氧化酶系统的影响

 以籽粒镉积累水平不同的两种品种（丙97252，低积累型；秀水63，高积累型）为材料，研究了镉胁迫对水稻植株生长和抗氧化酶系统的影响。采用水培试验，镉处理设0.0、0.1、1.0和5.0 μmol/L 4个水平。结果表明，镉胁迫抑制植株生长和叶绿素合成，改变植株丙二醛（MDA）含量和超氧物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性。在抗氧化酶活性上，根和地上部对镉胁迫的反应存在着差异。总体上，SOD、CAT和POD活性随镉水平的提高而减少，而MDA含量则表现相反。根和地上部MDA含量随着培养液中镉浓度提高而增加，且增加幅度秀水63明显大于丙97252。与对照相比，生长在5.0 μmol/L Cd处理下的植株， SOD活性在孕穗期下降46%~52%，在分蘖期仅下降13%~19%。高浓度镉胁迫下，两品种在MDA含量的增加幅度和叶绿素含量的降低幅度上表现不同，显示出它们对镉的耐性存在着差异。     

甜菜碱浸种对干旱条件下裸大麦叶片H2O2代谢的影响

干旱条件下裸大麦叶片H2O2含量增加,ASA-POD和GR活性均表现"先上升后下降"的趋势.叶片ASA与GSH含量均随干旱时间的延长而逐渐下降.抗旱性较强的裸大麦品种白玉紫芒在干旱条件下能维持较强的H2O2清除能力,H2O2累积较少.甜菜碱浸种可以明显抑制干旱过程中H2O2含量增加,在一定程度上阻止ASA-POD与GR活性及ASA和GSH含量的下降,甜菜碱对抗旱性较弱的品种的影响明显大于抗涝性较强的品种.     

外源钙对镍胁迫下水稻幼苗抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响

研究了外源钙（Ca2+）对镍胁迫下水稻叶片组织超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性、H2O2和丙二醛（MDA）含量以及质膜电解质渗透的影响,以探讨钙缓解植物镍毒性的生理机制。0.1 mmol/L镍（Ni2+）胁迫下水稻叶片组织SOD、CAT和APX活性明显下降,POD活性明显上升,H2O2和MDA含量、电解质渗漏率显著增大,说明镍诱导了细胞发生明显的氧化损伤和膜脂过氧化;钙提高了镍胁迫下叶片组织中SOD、CAT、POD和APX活性,显著降低了H2O2、MDA含量和电解质渗漏率,且10 mmol/L Ca2+处理的抗氧化酶活性上升的程度和H2O2、MDA含量和电解质渗漏率下降的程度比5 mmol/L Ca2+处理的大。提示钙通过促进镍胁迫下水稻叶片组织抗氧化酶活性,增强活性氧清除能力,维持细胞膜结构的稳定,是钙减轻镍对水稻毒性的生理机制之一。     

甜菜碱浸种对干旱条件下裸大麦叶片H2O2代谢的影响

干旱条件下裸大麦叶片H2O2含量增加，ASA－POD和GR活性均表现“先上升后下降”的趋势。叶片ASA与GSH含量均随干旱时间的延长而逐渐下降。抗旱性较强的裸大麦品种白玉紫芒在干旱条件下能维持较强的H2O2清除能力，H2O2累积较少。甜菜碱浸种可以明显抑制干旱过程中H2O2含量增加，在一定程度上阻止ASA－POD与GR活性及ASA和GSH含量的下降，甜菜碱对抗旱性较弱的品种的影响明显大于抗涝性较强的品种。     

持续高温胁迫对茄子幼苗几个主要生理指标的影响

为了明确持续高温胁迫对不同耐热性茄子品种(系)主要生理指标影响的异同,特采用7份耐热性不同的茄子材料,分别进行2、4、6 d高温处理及6 d高温处理后恢复处理,未高温处理苗做对照,研究了高温胁迫对SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量,MDA和可溶性蛋白含量以及O.-2产生速率、H2O2含量的影响。结果表明:高温处理2 d和4 d时,SOD和POD抗氧化酶活性、AsA和GSH含量增加,相应的O.-2产生速率、H2O2含量下降;6 d时SOD活性、AsA和GSH含量有所降低,O.-2产生速率、H2O2含量上升,POD活性在热敏感品种(系)继续大幅增加。随高温胁迫时间延长MDA含量不断增加,可溶性蛋白含量变化不大。另外,对各生理指标与热害指数和膜相对电导率的相关性分析结果表明,热胁迫6 d时AsA含量及热胁迫2 d时的O.-2产生速率、H2O2含量与热害指数和相对电导率相关显著,可以作为鉴定不同品种耐热性的参考指标。     

杂草稻和栽培稻氮代谢对镉胁迫反应的差异

在水培条件下,以杂草稻和粳稻越光为材料,研究了Cd胁迫对水稻氮吸收和氮代谢酶活性的影响。Cd处理设0、01、10和50 μmol/L 4个水平,以硝酸铵为氮源。结果表明,两种水稻的植株Cd含量和积累量均随溶液Cd处理水平的提高而显著增加,但增加程度两水稻材料存在着明显的差异,在较高Cd水平（10和50 μmol/L）下,杂草稻根系Cd含量和积累量低于越光,但地上部呈相反的趋势,表明杂草稻根系吸收的Cd转运至地上部的量高于越光,揭示出杂草稻地上部具有较强的解毒能力。植株氮含量、积累量以及氮代谢有关酶,如硝酸还原酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶等活性随着Cd处理水平的提高而下降,但Cd胁迫对这些参数的抑制程度两水稻材料之间存在着明显差异,总体上对杂草稻的抑制作用较弱。表明杂草稻对Cd的耐性要强于越光,且几种氮代谢酶活性变化与Cd耐性存在着一定的相关。     

Response of Glutathione and Glutathione S-transferase in Rice Seedlings Exposed to Cadmium Stress

A hydroponic culture experiment was done to investigate the effect of Cd stress on glutathione content(GSH)and glutathione S-transferase(GST,EC 2.5.1.18)activity in rice seedlings.The rice growth was severely inhibited when Cd level in the solution was higher than 10 mg/L.In rice shoots,GSH content and GST activity increased with the increasing Cd level,while in roots,GST was obviously inhibited by Cd treatments.Compared with shoots,the rice roots had higher GSH content and GST activity,indicating the ability of Cd detoxification was much higher in roots than in shoots.There was a significant correlation between Cd level and GSH content or GST activity,suggesting that both parameters may be used as biomarkers of Cd stress in rice.     

Purification and Identification of Glutathione S-transferase in Rice Root under Cadmium Stress

Cadmium (Cd) contamination in paddy soils poses a serious threat to the production and quality of rice.Among various biochemical processes related to Cd detoxification in rice,glutathione S-transferase (GST) plays an important role,catalyzing Cd complexation with glutathione (GSH) and scavenging reactive oxygen species (ROS) in cells.In this study,a hydroponic experiment was conducted to investigate the response of GST isozymes in rice roots upon Cd exposure.Results showed that the GST activity in rice roots was clearly enhanced by 50 μmol/L Cd treatment for 7 d.The GST isozymes were purified by ammonium sulphate precipitation,gel filtration chromatography and affinity chromatography.After being separated by SDS-PAGE and visualized by silver staining,GSTU6 was identified by in-gel digestion,MALDI-TOF-MS analysis and peptide mass fingerprint.The results confirm the vital function of tau class rice GST in Cd detoxification.     

干旱胁迫下NO对水稻日本晴叶片生理特性的影响

研究干旱胁迫下一氧化氮(Nitric oxide,NO)对水稻叶片光合速率、相对含水量及抗氧化系统的影响,旨在揭示NO增强水稻耐旱性的作用机制。以常规粳稻日本晴为材料,在土培条件下于水稻分蘖盛期叶面喷施硝普钠(SNP,NO缓释剂)和/或cPTIO(NO清除剂)后进行干旱处理,6d后,取样并分析叶片各生理指标。结果表明,与清水对照相比,干旱胁迫下,喷施100μmol/L SNP可显著增强水稻耐旱性,叶片表现出较高的相对含水量和光合速率,较低的丙二醛和过氧化氢含量。相反,100μmol/L cPTIO处理的水稻叶片光合速率明显低于对照,相对含水量略低于对照,而丙二醛和过氧化氢含量显著高于清水对照。进一步研究表明,干旱胁迫下喷施外源SNP的叶片具有较高的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,较低的抗坏血酸(AsA)含量和总谷胱甘肽(GSH+GSSH)含量。此外,外源喷施SNP对水稻叶片过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性影响不大,各处理间差异不显著。总之,以100μmol/L SNP作为NO缓释剂处理的水稻干旱损伤较轻,干旱胁迫下叶片具有较高的SOD及CAT活性,这可能是NO增强水稻耐旱性的主要原因。     

Physiological Characterization of Zn-efficient Rice （Oryza sativa） Genotype at Different Zn^2＋ Levels

Physiological characteristics of rice at different Zn2+ levels[pZn2+＞11.5, 11.3, 11.0, 10.6, 10. 3, 9.7] were studied with the Zn-efficient rice cultivars IR34, IR36, IR8192, and Zn-inefficient rice cultivars IR26, Ce 64-7, Biyuzaonuo,which grew in chelator-buffered nutrient solution. There were significant differences in tolerance to zinc deficiency among different rice genotypes. Obvious effects of low zinc activity on the physiological characteristic of rice seedlings were noted.There were significant differences in chlorophyll content, photosynthesis rate, MDA concentration in rice leaf, and H+ excretion of root. As pZn2+ decreased, chlorophyll content and photosynthesis rate decreased at a slower pace in Zn-efficient cultivars compared to Zn-inefficient ones, MDA concentration increased slower while H+ excretion of root increased faster in Zn-efficient cultivars than those in Zn-inefficient ones. It was suggested that the above indications could be used as indexes to Zn-efficiency of rice.     

晚稻根际土壤特性对CH4和N2O排放的影响

为进一步揭示水稻根际土壤特性对CH4和N2O排放的影响机理,采用静态暗箱/气相色谱法对晚稻不同品种的CH₄和N₂O排放通量进行了原位观测,并对CH₄和N₂O排放通量与水稻根际土壤特性的相关性进行了分析。结果表明：不同品种CH₄、N₂O季平均排放通量间存在差异,变化范围分别为9.27～14.57 mg/（m²·h）、7.16～15.28 μg/（m²·h）;CH₄排放通量与5 cm处土壤Eh值呈极显著负相关（p<0.01）,与pH值呈显著正相关（p<0.05）;N2O排放通量与5 cm处土壤Eh呈负相关,但不显著,与pH值呈显著负相关（p<0.05）。CH₄排放通量与0～7、7～13、13～20处土壤溶液中CH4浓度均呈显著正相关（p<0.05）,N₂O排放通量与7～13 cm处N₂O浓度呈显著正相关（p<0.05）;CH₄、N₂O排放通量与0～7、7～13、13～20 cm处土壤溶液pH值均呈显著负相关（p<0.05）,CH₄排放通量与电导率呈极显著正相关（p<0.01）,N₂O与电导率呈负相关,但不显著。因此,水稻根际土壤Eh、pH、电导率以及CH₄浓度是影响CH₄排放的重要因素,根际土壤pH与N₂O排放密切相关。     

茯砖茶对H2O2诱发LLC-PK1细胞损伤的保护作用

探讨茯砖茶乙醇提取物(FTE)对H2O2诱发猪肾近曲小管LLC-PK1上皮细胞氧化损伤的保护作用.以不同质量浓度(10～200 μg/mL)的FTE预培养LLC-PK1细胞24 h后,换用含500 μmol/L H2O2的DMEM细胞培养液继续培养4h建立细胞氧化损伤模型.MTT法检测细胞生存率,硫代巴比妥酸比色法测定细胞内丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,比色法测定细胞内过氧化氢酶(catalase,CAT),超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-px)含量.经不同浓度FTE预处理24 h后,受损细胞的生存率上升,细胞内MDA生成量减少.同时,细胞内主要抗氧化酶(CAT、SOD和GSH-px)含量也较对照组增加,并呈剂量效应关系.结果提示,预先经FTE的保护可有效地对抗H2O2诱发的LLC-PK1细胞氧化损伤.     

水稻锌营养高效基因型的生理特性

采用HEDTA螯合缓冲营养液培养法,研究了水稻锌营养高效基因型IR34、IR36、IR8192和锌敏感基因型IR26、测64 7、碧玉早糯在不同锌离子活度（pZn2+>11.5,11.3, 11.0, 10.6, 10.3, 9.7）下的生理特性。结果表明,锌离子活度在对不同水稻基因型秧苗生理特性影响上有明显的区别,其中叶绿素含量、光合速率、MDA含量和根系H+分泌量差异比较明显。在供锌水平较低情况下,水稻锌营养高效基因型叶绿素含量下降速度慢,光合速率降低幅度小,MDA含量升高的幅度小,根系能分泌更多的H+,这些指标可以作为衡量水稻锌营养效率的指标。     

不同锌效率水稻基因型及其杂种一代幼苗生长和抗氧化酶活性对Zn2+活度的反应

  为了解水稻耐低锌能力基因型差异的生理机制及F1杂种的耐低锌能力以提高水稻锌效率,解决水稻锌缺乏问题,选用耐低锌基因型水稻IR8192、IR36,锌敏感基因型水稻Ce 64、IR26及杂交后代IR36×IR8192、IR36×IR26和Ce 64×IR26为材料,进行低锌(pZn2+ 11.0)和正常锌(pZn2+ 9.7)营养液培养。结果表明：1)亲本和F1幼苗的株高,叶鞘高,地上部和地下部干质量及锌含量,叶片的叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量在pZn2+ 11.0与pZn2+ 9.7条件下的相对值可作为耐低锌基因型水稻的筛选指标;2)在低锌条件下所有亲本及F1各项指标变化趋势相同,但IR8192、IR36、IR36×IR8192、IR36×IR26的叶绿素含量、SOD酶活性降幅较小,POD、CAT、APX活性升幅较大,MDA含量升幅较小,表明上述基因型水稻的耐低锌能力更强。 低锌胁迫下POD、CAT、APX活性增强,可以更有效地清除活性氧,SOD活性则最先下降;3)除根长、APX活性外,在低锌条件下,IR36×IR8192、IR36×IR26各项指标变化幅度均表现出超亲优势,而Ce 64×IR26则表现出偏中亲优势,推测水稻的耐低锌特性主要受基因的显性效应控制,并存在基因的叠加效应,可以通过耐低锌亲本间的杂交获得具有更强耐低锌能力的水稻基因型。