外施海藻糖对高温胁迫下小麦幼苗膜脂过氧化的影响

在非生物胁迫条件下,海藻糖可以提高植物的抗逆性,减少逆境胁迫对植物组织的伤害,维持植物的相对正常生长。为了解其具体的作用机制,以小麦为材料,通过检测高温胁迫及室温恢复过程中丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量、超氧自由基(O·-2)含量、抗氧化物质[抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)]含量、抗氧化酶[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)]活性及其基因转录的表达调控,以探究外源海藻糖对小麦幼苗抗氧化系统的影响。结果表明,在高温胁迫下外源海藻糖处理主要提高了AsA含量,增强了CAT和APX活性,同时上调了Mn-SOD、Cu/ZnSOD、CAT、POD和APX的相对表达量,从而降低了MDA及H2O2的产生。而随后的室温恢复过程基本与高温胁迫的结果一致,也提高了这些酶的基因转录水平以及AsA含量,主要差别是对抗氧化酶活性的影响,即室温恢复阶段外源海藻糖主要提高了POD和APX活性。综合来看,外源海藻糖在小麦幼苗的高温胁迫及室温恢复过程中,通过促进抗氧化酶基因的上调表达,提高抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,以酶促和非酶促两种机制共同清除高温胁迫产生的活性氧,减少氧化胁迫的损伤,维持小麦幼苗的生长。     

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。     

The potential of nitric oxide for reducing oxidative damage induced by drought stress in two turfgrass species,creeping bentgrass and tall fescue

Drought stress is a major factor‐limiting grass growth. The production of reactive oxygen species (ROS) increases under stress conditions and causes cell oxidative damage. This study investigated the effect of sodium nitroprusside [a nitric oxide (NO) donor] treatment on drought stress in two turfgrass species, creeping bentgrass and tall fescue. Physiological characteristics such as relative water content (RWC), ion leakage, chlorophyll and proline content, and activity of superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) were evaluated after 40 d drought stress and in the recovery stage. Results showed that nitric oxide (NO) treatment, especially 150 μm , could maintain significantly higher RWC and reduce ion leakage under drought stress conditions in both species. Furthermore, both turfgrass species showed higher chlorophyll and proline content after drought stress period when sprayed with NO, while chlorophyll and proline content of control plants declined. Drought stress significantly reduced SOD and APX activity, while NO treatment induced higher SOD and APX activity under drought conditions. After recovery, leaf RWC returned to the control level; however, NO‐sprayed plants showed higher RWC compared to controls. Both turfgrass species exhibited lower chlorophyll content at the recovery stage when exposed to severe drought stress, and NO application increased chlorophyll content compared to controls. No significant differences were found between NO treatment and control plants for proline and SOD activity, but APX activity of NO‐sprayed plants was higher than in the control plants. These results suggest that foliar application of NO may alleviate drought stress in turfgrass by maintaining membrane stability and inducing antioxidant enzyme activity.     

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。     

二氧化硫胁迫对玉米幼苗叶片膜脂过氧化和抗氧化酶的影响

利用NaHSO₃处理玉米幼苗模拟水相SO₂胁迫,比较分析了BT-1(抗)、N6(感)自交系经NaHSO₃胁迫后细胞膜脂过氧化和几种抗氧化酶活性的动态变化。结果表明：随着水相SO₂胁迫时间的延长,高感系N6叶片中丙二醛(MDA)含量和H₂O₂积累量比高抗系BT-1显著增加;抗、感系中抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性都有明显的增强,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈显著下降趋势。说明H₂O₂的积累导致玉米叶片膜脂过氧化加剧,SOD和APX在玉米遭受SO₂胁迫中起着重要的保护作用。     

盐胁迫对小麦根系氧化损伤及细胞程序性死亡的影响

为探究小麦根系响应盐胁迫逆境的生理机制,以耐盐性不同的三个春小麦品种新春11号(高耐)、新春29号(中耐)和新春6号(盐敏感)为材料,分析300 mmol·L~(-1)NaCl胁迫对耐盐性不同的小麦品种根系生长、活性氧含量、抗氧化酶活性及细胞程序性死亡的影响。结果表明,与对照相比,盐胁迫下三个品种根长显著下降,根系干、鲜重均呈下降趋势,新春11号和新春29号变化幅度较小,而新春6号变化幅度相对较大;根尖中超氧阴离子产生速率保持增长趋势,耐盐性强的品种上升速率慢于耐盐性弱的品种,过氧化氢含量先增后降,最后与对照基本相同。超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均在盐胁迫初期快速上升,胁迫30min后开始下降。SOD活性在耐盐性强的小麦品种中显著升高,而APX活性在耐盐性弱的品种中则显著升高。Evans Blue染色结果发现,随着盐胁迫时间的增加,死亡细胞数目逐渐增多。聚丙烯酰胺凝胶电泳显示,盐胁迫4h后即可检测到DNA片段化的发生,表明NaCl胁迫对小麦造成氧化损伤,诱导小麦根尖发生细胞程序性死亡。     

5-羟色胺对油菜幼苗干旱的缓解效应

为探讨5-羟色胺（又名血清素）对油菜耐旱性的调节作用,以中双11号为材料,通过水培试验,采用PEG6000 (polyethylene glycol)胁迫模拟干旱,分析了干旱条件下施加外源5-羟色胺对油菜幼苗生长、活性氧代谢及渗透调节物质的影响。结果表明,在干旱模拟胁迫下,油菜的生长受到抑制,过氧化氢（H2O2）、丙二醛（malonadialdehyde,MDA）、脯氨酸（proline,Pro）以及可溶性糖(soluble sugar,SS)的含量明显增加,过氧化氢酶（catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX）的活性显著提高。在干旱模拟条件下施加外源5-羟色胺可以缓解干旱对油菜幼苗的不良影响,促进其生长。与单纯干旱模拟条件下的幼苗相比,添加外源5-羟色胺显著地提高了CAT、SOD、APX的活性,减少了过氧化氢和丙二醛的积累,同时渗透调节物质脯氨酸与可溶性糖含量显著增加。以上结果说明,外源5-羟色胺通过增加油菜幼苗的抗氧化酶活性来清除过多的过氧化氢和丙二醛,减轻膜脂过氧化反应,同时提高渗透调节物质含量从而缓解干旱胁迫对油菜幼苗的不利因素,促进油菜幼苗生物量积累,提高油菜幼苗的耐旱能力。     

茉莉酸对镉胁迫下玉米幼苗叶片生理特性的影响

采用溶液培养方法,研究茉莉酸对玉米幼苗叶片抗镉性的影响。结果表明,镉胁迫显著提高玉米叶片丙二醛(MDA)、H_2O_2含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,降低过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,降低叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量及生物量。与单独镉胁迫相比,外源茉莉酸处理可显著提高镉胁迫下叶片CAT、POD、APX和GR活性,显著提高叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量及生物量,显著降低镉胁迫下叶片MDA和H_2O_2含量,从而缓解其造成的伤害。结果表明,外源茉莉酸可明显提高玉米幼苗叶片的抗氧化能力和光合色素含量,从而增加生物量的积累,缓解镉胁迫造成的伤害。     

铬(Cr~(6+))胁迫对不同基因型小麦种子萌发及幼苗抗氧化和渗透调节的影响

为明确小麦种子萌发对Cr~(6+)胁迫响应的品种间差异及其Cr~(6+)耐性差异的生理机制,以耐Cr~(6+)品种扬麦16和Cr~(6+)敏感品种豫麦51为材料,研究了不同浓度的Cr~(6+)(0、10、50、100、150μmol·L~(-1))处理对种子萌发、α-淀粉酶活性、幼苗生长、活性氧水平、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响。结果表明,10mol·L~(-1) Cr~(6+)处理下,小麦种子的萌发过程未受到明显影响。随着Cr~(6+)处理浓度的进一步增加,小麦种子发芽势、发芽率、根长逐渐下降,扬麦16受抑制的程度较豫麦51轻;种子α-淀粉酶活性、根系可溶性蛋白和可溶性糖含量呈现先升后降的趋势;根系游离脯氨酸、丙二醛、O_2~和H_2O_2含量逐渐升高。相同浓度Cr~(6+)处理下,扬麦16的种子α-淀粉酶活性、根系可溶性糖和游离脯氨酸含量显著高于豫麦51,而根系丙二醛、O_2~和H_2O_2的含量显著低于豫麦51。在Cr~(6+)胁迫下,小麦根系SOD、POD、APX和GR的活性总体上呈现先升后降的趋势。在高浓度Cr~(6+)(150mol·L~(-1))处理下,扬麦16的种子α-淀粉酶、根系SOD、POD、APX和GR活性受抑制程度均明显小于豫麦51。     

1-MCP和乙烯利处理对采后菠萝蜜果实活性氧代谢的影响

以‘海大2号’菠萝蜜果实为材料,研究0.5 mg/L1-MCP(1-甲基环丙烯)和1 000 mg/L乙烯利处理对菠萝蜜果实活性氧代谢的影响,并探讨其与活性氧、活性氧清除酶和还原物质的关系,为菠萝蜜果实的保鲜提供理论依据。结果表明:随着菠萝蜜果实的成熟衰老,LOX(脂氧合酶)活性迅速增加,H2O2(过氧化氢)和MDA(丙二醛)含量快速积累,CAT(过氧化氢酶)和APX(抗坏血酸过氧化物酶)活性不断下降,SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)活性和GSH(谷胱甘肽)、还原型ASA(还原型抗坏血酸)含量均呈现先升后降的变化趋势。乙烯利处理极显著提高了LOX活性和降低了POD、APX和贮藏前期SOD活性,加快了贮藏中期H2O2和MDA含量的积累。1-MCP处理极显著降低了LOX活性和H2O2、MDA的含量,减少了活性氧产生,同时极显著提高了SOD、CAT活性和贮藏后期的POD、APX活性及GSH、还原型ASA含量,增强了活性氧清除能力。这些结果表明,乙烯利和1-MCP对菠萝蜜果实成熟衰老过程中活性氧的产生、保护酶活性及还原物质含量起重要调控作用。      

白叶1号的低温抗逆特性分析

比较了浙江省白化品种白叶1号返白阶段和主栽品种龙井43的低温抗性。结果表明,常温(25℃)环境下,返白期白叶1号反映光合能力的净光合速率Pn和最大羧化反应效率Vcmax都只有龙井43的70%~80%,而APX、POD等抗氧化酶活力比龙井43高30%以上。低温(2℃)处理24 h后,白叶1号反映光合能力的各项参数反而高于龙井43,同时其APX、POD、SOD活性也比龙井43分别高38.9%、33.3%、23.3%。说明白叶1号可能由于白化现象的产生,导致其抗氧化系统修复能力得到提高,因此在低温胁迫中,能够更为有效地清除叶片H2O2累积,缓解H2O2造成的氧化胁迫及光合抑制现象,具备比龙井43更好的低温耐受性。     

水杨酸对干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化特性的影响

为了给水杨酸在小麦栽培中的应用提供参考依据,以小麦品种百农AK58为材料,用17.5%聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了外源水杨酸对干旱胁迫下小麦幼苗叶片和根系抗氧化特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著提高了根、叶细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量及过氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性。与单独干旱胁迫处理相比,外源施加水杨酸可使干旱下小麦幼苗根系APX、POD、SOD和CAT活性分别增加190.9%、20.4%、42.3%和89.4%,使其膜透性和MDA含量分别降低19.7%和54.6%;对叶片而言,水杨酸可使其APX和POD活性分别增加31.5%和159.6%,使其膜透性和MDA含量分别降低23.7%和53.9%。上述结果说明,干旱胁迫加剧了小麦的氧化胁迫,小麦幼苗则通过增强根、叶抗氧化酶活性以抵抗氧化伤害。外源施加水杨酸可增强小麦幼苗根、叶相关抗氧化酶的活性,从而缓解小麦在干旱下所遭受的氧化伤害,增强其抗旱性。     

玉米不同防卫酶系对纹枯病作用的研究

通过对玉米高耐纹枯病材料R15和高感纹枯病材料478接种高致病性的优势融合菌群AGl-IA后,设置不同时间段进行取材,测定两个材料相同部位的叶片及叶鞘的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的变化。结果表明：高耐材料R15的叶鞘中除PAL变动不大外,POD、CAT、SOD和APX活性都有不同程度的增加,其中POD活性变化最为剧烈,叶片中POD、CAT和APX表现上升,SOD、PAL表现下降。高感材料478的POD、CAT在叶片与叶鞘中均表现上升,SOD在叶片中上升、叶鞘中下降,PAL和APX均无明显变化。表明POD、CAT水平与材料抗性呈正相关,并且上述防御酶系在植物体中的不同作用区域和作用时间相互协作,共同完成植物的抗病防御反应。     

Antioxidant Protection Mechanisms Reveal Significant Response in Drought-Induced Oxidative Stress in Some Traditional Rice of Assam,India

Drought tolerance levels and antioxidant protection mechanisms were evaluated for 21 traditional rice varieties of Assam, India, along with Sahbhagi Dhan (drought tolerant) and IR64 (drought sensitive) as controls. Drought was imposed in hydroponic culture with polyethylene glycol 6000 (PEG6000) that was initially standardized with different concentrations. All the rice varieties showed apparent decreases in growth characteristics under drought stress (initially at 15% for 7 d followed by 20% PEG6000 for 7 d in Yoshida medium). On the basis of standard evaluation score (SES), eight rice varieties showed high drought tolerance which were carried forward for further biochemical analyses. Based on different morpho- physiological parameters, SN03 (Bora), SN04 (Prosad Bhog), SN05 (Kola Joha), SN06 (Helash Bora), SN08 (Salihoi Bao), SN12 (Kola Amona), SN20 (Ronga Bora) and SN21 (Sok-Bonglong) were identified as promising drought tolerant varieties. The non-enzymatic antioxidants activities viz., glutathione, ascorbate and enzymatic antioxidant activities such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR) in shoots and roots of all the selected varieties revealed significant level of protection mechanisms as compared with controls. Enhancement in activities of the overall antioxidant enzymes including SOD, GPX, CAT, GR and APX under drought stress reflects their role in the adaptation process under water stress.     

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。     

外源抗坏血酸对水稻抗铝生理指标的影响

为探讨外源抗坏血酸（AsA）对水稻的抗铝性能的影响,以‘滇优35号’（杂交稻,粳稻）为试验材料,采用溶液培养法研究外源AsA对铝胁迫下水稻根尖H₂O₂、内源AsA、GSH、可溶性蛋白、脯氨酸含量及抗氧化酶活性等生理生化指标的影响。结果显示,与对照相比,铝胁迫导致水稻根尖可溶性蛋白和内源AsA含量减少,而MDA和H₂O₂含量,SOD、POD、APX和CAT活性,GSH及脯氨酸含量增加;外源AsA可增强铝胁迫水稻根尖的脯氨酸及可溶性蛋白等含量,内源AsA、GSH含量及SOD、POD、APX、CAT活性,而降低MDA和H₂O₂含量。表明外源AsA通过调控抗氧化酶活性,提高渗透调节物质含量和抗氧化物质含量来降低H₂O₂的积累,从而缓解铝胁迫下水稻质膜氧化程度,增强水稻的抗铝性能。     

Antioxidant responses of two barley varieties to saline stress

In this study, we investigated antioxidant responses of activities of Superoxide Dismutase (SOD), Catalase (CAT), Ascorbate Peroxidase (APX) and Guaiacol Peroxidase (GPX) to saline stress in two barley varieties named Hordeum vulgare L. var. Afzal and var. EMB82-12 treated with 50, 100, 200, 300 and 400 mM NaCl for 3 days. The MDA content of Afzal plants grown under different salt regimes remained nearly constant but it largely increased in EMB82-12 plants under the same conditions. There was a linear and significant correlation in CAT, APX, SOD, GPX activities in Afzal plants in response to increased salt concentration. The strong and positive correlation between antioxidant enzymes and salt concentrations, may account for the MDA level of Afzal plants remaining constant in response to different salt regimes. In general, the activities of antioxidant enzymes were increased in the root and shoot under saline stress. But the increase was more significant and consistent in the root. Among the antioxidant enzymes, CAT activity was increased the most drastically.     

烟草疫霉侵染后剑麻H.11648叶片细胞超微结构和防御酶活性研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一，本研究以剑麻斑马纹病高感品种H.11648为材料，分别在接种烟草疫霉0、24、36、48、72 h取样，用电镜观察H.11648叶片细胞超微结构变化，同时分析过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶活性变化情况。结果表明：H.11648在接种24 h，可见大量休止孢，叶绿体结构被破坏，植物组织开始降解，随着时间延长，附着孢出现，吸器形成，植物组织解体更严重，接种72 h，可见大量菌丝。在整个接种过程中，CAT、PAL和PPO活性显著增强，72 h达到最高，分别为501.44、25.73、1 742.67 U/(g.min)。SOD和APX活性显著下降，72 h达到最低，分别为2 888.62 U/g和841.96 μmol/(g.min)。POD活性先下降72 h又上升，但均显著低于接种前POD活性。本研究从细胞学和生理水平为探讨剑麻与烟草疫霉互作关系提供了理论基础。