Ca2+对过量Fe2+胁迫下水稻保护酶活性及膜脂过氧化的影响

采用水培法研究了不同浓度Ca2+在过量Fe2+胁迫下对水稻生长、保护酶(SOD、POD、CAT)活性及脂质过氧化的影响.结果表明,Fe2+供应正常时,100～300 mg kg-1Ca2+的水培液能不同程度地促进水稻生长,提高SOD、POD活性,而对CAT的影响不大,高钙(400 mg kg-1)供应则会加剧脂质过氧化.在过量Fe2+胁迫下,100～300 mg kg-1Ca2+能较好地促     

不同类型冷浸田Fe2+对水稻生理酶活性的影响

铁毒致病的生理机理是植物体内积累过量的铁以及铁化合物诱发多种活性自由基,进攻膜脂,导致脂质的过氧化和膜的损伤。在过量Fe^2＋胁迫下,植株的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶活性（POD）及丙二醛（MDA）含量的变化与抗铁毒密切相关。为了研究水稻对Fe^2＋毒害的响应机制,通过田间试验,对不同类型的冷浸田开展不同浓度Fe^2＋对水稻生理酶活性、生长发育及产量的影响。结果表明：不同类型冷浸田加入Fe^2＋后。水稻叶片和根系的POD、SOD活性MDA含量随Fe^2＋浓度的增加而提高,冷浸田（冷水田、烂泥田）的环境因子如低温提高了水稻的POD活性及MDA含量,降低了水稻的SOD活性,冷浸田（冷水田、烂泥田）水稻叶片和根系受Fe^2＋伤害的程度高于黄泥田;Fe^2＋对水稻生理活性的影响主要表现在分蘖期和抽穗期,尤其是水稻分蘖期的叶片和根系更容易受到Fe^2＋的伤害;适宜的Fe^2＋浓度有利于提高水稻产量。     

Ca2+对低温下水稻幼苗膜的保护作用

缺Ca2+的水稻幼苗在低温胁迫下(4℃36h)，细胞膜功能及超微结构破坏严重。在培养液中加入适当浓度的Ca2+(0.5～1.0mmol/L)可降低冷胁迫下稻苗的电解质渗漏率和MDA含量，提高SOD、CAT、POD活性，保护叶绿体和线粒体超微结构免遭破坏。CaM特异性抑制剂CPZ能部分抑制Ca2+降低冷害稻苗的电解质渗漏率及MDA含量和提高SOD、POD活性     

干旱和低磷胁迫对大豆叶保护酶活性的影响

采用水培和盆栽试验法,测定不同程度干旱水平下,不同磷素营养基因型大豆叶片中MDA含量、SOD、CAT和POD活性。结果表明,干旱胁迫能显著增强MDA含量,导致细胞膜伤害加剧。SOD、POD与CAT协同作用,具有减缓MDA积累的作用。干旱胁迫下,磷素能有效地增强SOD、POD和CAT活性,减少MDA积累。     

水杨酸提高水稻幼苗对镉胁迫的抗性

为了探讨水杨酸能否提高水稻对镉胁迫的抗性,在1/2浓度的木村B营养液内培养水稻幼苗后,添加CdCl2达500μmol/L,然后加入外源SA使最终浓度达300μmol/L。试验结果表明,镉胁迫使水稻叶片SOD,CAT,POD活性降低,叶绿素含量下降,细胞膜透性增加,MDA含量增多。而外源的SA加入后,能使镉胁迫条件下水稻叶片SOD,CAT,POD活性降低较少,活性氧的生成速率降低,使H2O2含量和MDA含量降低,在一定程度上减轻镉对叶绿素的破坏和提高叶片的光合能力。说明水杨酸对受镉胁迫的水稻抗氧化酶活性产生明显的影响,能提高水稻幼苗对镉胁迫的抗性。     

高温胁迫对景天植物膜脂过氧化及保护酶活性的影响

研究高温胁迫对景天植物的膜脂过氧化程度及保护酶活性的影响。以5种景天植物为试材,进行45℃/30℃（白13 h/昼11 h）高温胁迫,高温胁迫前及胁迫后每5天取叶片测定相关生理指标,分析膜脂过氧化程度及保护酶活性的变化。随着高温胁迫程度加重,5种景天植物的O2.-产生速率和MDA含量持续上升,耐热性强的景天植物O2.-产生速率上升慢、MDA含量积累少;胁迫过程中,5种景天植物的SOD、POD、CAT活性均高于胁迫前,说明高温胁迫诱导3种酶活性增强,3种酶活性在整个胁迫过程中呈现先升后降的趋势,耐热性强的景天植物SOD、POD、CAT活性增幅高。高温胁迫下通过增强SOD、POD、CAT活性以减轻膜脂过氧化程度是景天植物适应高温胁迫的重要生理机制。     

外源钙离子对低温胁迫下扁穗牛鞭草叶片保护酶活性的影响

为提高扁穗牛鞭草在中高海拔地区的越冬率,采用不同浓度Ca Cl2溶液对2个扁穗牛鞭草材料处理后进行低温胁迫处理,研究外源Ca2+对各材料叶片保护酶活性的影响。结果表明,扁穗牛鞭草在低温胁迫下,SOD活性变化规律是先升高后下降,然后再升高,但处理1-4的SOD活性是一直下降,处理2-2和2-4是先升高再下降,处理2-3是先下降再升高;POD活性是先升高,后下降,再升高,低温处理72 h后,2种材料中处理1-3、2-3的叶片POD活性最高,分别为652.65、708.10 U/g;CAT活性的变化都是急剧下降,低温胁迫72 h后,处理1-3及2-2的叶片CAT活性最高,分别为21.68、17.28 U/g。适宜浓度的Ca2+(10 mmol/L)能显著提高低温胁迫过程中扁穗牛鞭草的SOD、POD、CAT活性,对低温胁迫下扁穗牛鞭草的膜结构具有保护作用,可提高其抗寒性。     

Pb2+胁迫下Ca2+对板蓝根幼苗生理特性的影响

以板蓝根为材料,研究了Pb2+胁迫下Ca2+对板蓝根幼苗POD、SOD活性、根系活力及蛋白质含量的影响。结果表明:在Pb2+处理下,板蓝根幼苗POD、SOD活性及蛋白质含量随Pb2+浓度升高呈先上升后下降的趋势,根系活力显著下降;在Ca2+处理下,浓度为80、160mg/L时,板蓝根幼苗POD、SOD活性、根系活力及蛋白质含量显著升高,浓度为320mg/L时,则显著低于对照,有明显抑制作用;Ca2+、Pb2+混合处理,80、160mg/LCa2+显著提高了Pb2+胁迫下POD、SOD活性、根系活力及蛋白质含量,具有缓解Pb2+毒害的作用,Ca2+为320mg/L时,与Pb2+起协同胁迫作用,增强对板蓝根幼苗的毒害效应。     

中草药QH丙酮提取物对水稻幼苗抗寒性的影响

用不同浓度的QH丙酮提取物以浸种和喷雾相结合的方式处理水稻幼苗，以幼苗二叶一心期为低温胁迫期，结果表明：丙酮提取物处理能明显提高可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT活性，能使这些酶在低温胁迫后以及恢复时仍保持很高的活性；丙酮提取物处理还能减少膜脂过氧化产物MDA含量，增加游离脯氨酸的含量，减缓低温对幼苗叶绿素的破坏，提高了幼苗对低温的抵抗力。     

铬胁迫对大豆种子萌发中膜脂过氧化作用及体内保护酶活性的影响

试验研究了不同浓度（0、10、20、50、100mg／L）铬胁迫对大豆种子的萌发情况和大豆下胚轴中膜脂过氧化水平、细胞膜透性及保护酶（SOD、POD、CAT）活性的影响。结果表明，20-100mg／L铬胁迫对大豆的发芽率和发芽势具有抑制作用，且随胁迫浓度的增加这种抑制作用加强；铬胁迫3d以后下胚轴的质膜透性和MDA积累显著增加，SOD、CAT活性随着铬胁迫时间的延长和胁迫浓度的增加而下降，而POD活性则上升。     

甘蔗Ca~(2+)/H~+反向运转体基因的克隆与表达分析

CAX(Ca~(2+)/H~+antiporter)是植物细胞膜Ca~(2+)主动运输体系的一个大类。本研究以高粱的CAX1基因(GenBank登录号为XM_002441593)为探针,利用电子克隆并结合RT-PCR技术,获得甘蔗CAX1基因的1条cDNA序列,命名为Sc CAX1(GenBank登录号为KT799799)。生物信息学分析显示,ScCAX1基因全长784 bp,包含1个645 bp的开放阅读框,编码1个214个氨基酸的蛋白质。ScCAX1蛋白被定位于叶绿体类囊体膜,为稳定的疏水性蛋白,不存在信号肽。蛋白二级结构元件多为α-螺旋,具有1个Na_Ca_ex superfamily。实时荧光定量PCR分析表明,甘蔗ScCAX1基因的表达具有组织特异性,在各组织中均表达,但在茎中表达量最低,叶中的表达量最高。在PEG、NaCl、SA、ABA和Me JA胁迫过程中,ScCAX1基因的表达均受到调控。其中ABA、SA和PEG胁迫下表达量上调,均在胁迫24 h达到最大值。SA胁迫24 h的表达量为对照的5.47倍,而ABA胁迫24 h的表达量为对照的3.5倍。NaCl胁迫6 h的表达量达最大值,为对照的2.14倍。推测ScCAX1基因能够响应逆境胁迫,其表达可能与甘蔗的抗盐、抗渗透胁迫性状有关。     

Cd2+、Cr6+单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响

为进一步了解重金属复合污染对水生植物产生毒害作用的机制,以少根紫萍叶片叶绿素含量、过氧化物酶活性（POD）、超氧化物歧化酶活性（SOD）、丙二醛（MDA）含量为指标,通过水培试验研究了少根紫萍在Cd2+、Cr6+污染胁迫4 d后的生理生化响应,并探讨了Cd2+、Cr6+单一与复合污染对少根紫萍叶片的毒性效应及其致毒机制。结果表明,单一Cd2+污染时,Cd2+处理对少根紫萍叶绿素含量有显著影响;随Cd2+处理浓度的增加,少根紫萍叶片SOD、POD酶活性表现为先增加后降低的趋势,而MDA含量都显著增加。Cr6+单一处理对少根紫萍各项指标的影响与Cd2+相似,但均小于Cd2+对少根紫萍的影响。Cd2+- Cr6+复合污染时,叶绿素含量变化趋势与单一处理相同,并低于相应的单一Cd2+、Cr6+处理,Cd2+- Cr6+复合污染处理时SOD、POD活性仍表现为先增加后下降趋势,但SOD、POD活性与镉单一处理时比较有降低现象, MDA含量仍随浓度的增加而增加,且高于单一处理,Cd2+- Cr6+复合污染的毒性效应高于单一污染的毒性,表现为协同作用。     

盐胁迫条件下外源Ca2+对蚕豆气孔运动及质膜K+通道的调控

研究了Ca²⁺ 对NaCl胁迫下蚕豆气孔运动及质膜K+通道的影响。结果表明,100 mmol L^-1 NaCl可明显诱导气孔开放,该现象可被10 mmol L^-1 CaCl₂ 显著抑制。为探讨盐胁迫下Ca²⁺对K⁺和Na⁺跨膜运输的调控机制,我们利用膜片钳技术记录全细胞K⁺ 电流发现,在100 mmol L^-1 NaCl胁迫下,加入10 mmol L^-1 CaCl₂胞外处理,显著抑制质膜K+内向及外向通道电流,这种抑制可被1 mmol L^-1 La³⁺ (Ca²⁺通道抑制剂)缓解。非盐胁迫下,10 mmol L^-1 CaCl₂ 胞外处理也能显著抑制质膜内向K⁺通道,但明显激活其外向通道,加入1 mmol L^-1 La³⁺并不能被缓解。用H₂O₂专一的荧光探针二氯荧光素二乙酸酯(H2DCF-DA)单细胞分析保卫细胞内H₂O₂含量变化显示,在100 mmol L^-1 NaCl盐胁迫下,10 mmol L^-1 CaCl₂ 处理明显诱导H₂O₂在保卫细胞中积累;100 mmol L^-1 NaCl和10 mmol L^-1 CaCl₂单独处理并不能诱导H₂O₂积累。推测Ca²⁺在盐胁迫下可能先诱导H₂O₂在胞内积累,进而激活质膜Ca²⁺通道,迅速提高胞内Ca²⁺浓度以抑制Na⁺通过质膜K⁺通道跨膜内流,同时调节Na⁺外流,两种效应共同作用促使气孔关闭,减少盐胁迫下水分的过度散失。上述结果将为Ca²⁺调控作物抗盐机制研究提供新的思路。     

甘蔗Na~+/H~+逆转运蛋白基因的克隆与表达分析

Na~+/H~+逆向转运蛋白基因SOS1(salt overly sensitive 1)是植物耐盐性的必需基因之一,在植物抵御盐胁迫过程中发挥十分重要的作用。本研究以小麦EST序列KJ563230为探针,利用电子克隆技术结合RT-PCR,获得一条甘蔗SOS1基因的cDNA序列,命名为ScSOS1(GenBank登录号为KT003285)。序列分析结果表明,该基因全长1403 bp,包含一个1272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸的蛋白质。ScSOS1蛋白的相对分子质量为47.6 kD,理论等电点(pI)为9.12。氨基酸序列分析表明,ScSOS1蛋白具有一个CAP-ED superfamily结构域。生物信息学预测显示,ScSOS1的编码蛋白为亲水性蛋白,不存在信号肽,二级结构元件多为无规则卷曲,主要参与中间代谢。实时荧光定量PCR分析表明,ScSOS1基因的表达具有组织特异性,在甘蔗叶鞘、蔗皮、蔗髓、侧芽和根中均有表达,其中在叶鞘中的表达量最高,根中的表达量最低。此外在NaCl、PEG、ABA、SA和MeJA的胁迫过程中,该基因表达均受到调控,其中受NaCl和PEG诱导后上调表达,均在24 h表达量达最高,分别约为对照组的1.5倍和4.0倍。推测该基因的表达与甘蔗耐盐性和抗渗透胁迫有关。     

外源Mg2+对荞麦耐盐性的影响

以盐敏感荞麦品种TQ-0808为试验材料,在100 mmol/L NaCl胁迫下进行不同浓度的外源Mg2+处理,探讨外源Mg2+对荞麦耐盐生理特性的效应。结果表明,40 mmol/L外源Mg2+处理能显著降低NaCl胁迫下荞麦叶片质膜透性和丙二醛(MDA)含量,明显增加NaCl胁迫下荞麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和净光合速率,使NaCl胁迫下荞麦叶片SOD活性接近对照水平,荞麦叶片净光合速率达到对照水平。说明适当浓度的外源Mg2+处理可明显改善盐胁迫下荞麦幼苗的生理特性,对盐胁迫具有较好的缓解作用;而外源Mg2+浓度过高可能会加剧胁迫。     

The Effect of Chilling Temperature on the Permeability of Membranes to K+, Mg2+, Ca2+ ions and on the Electric Potential of Leaves in the Seedlings of Maize (Zea mays L.)

The relations between the extent of injuries in seedlings caused by a few day-long exposures to chill (5°C) and the leakage of K⁺, Mg²⁺ and Ca²⁺ ions from the leaves as well as the electric potential in seven maize hybrids, were investigated. The permeability of cells to ions was defined based on their absolute concentration in a water diffusate (C_t) and concentration expressed in relation to the total ion content in the leaves (IL index).
At lowered temperature the hybrids of higher resistance to chilling temperature were characterized by a lower value of the IL index for K⁺ and Mg²⁺ ions than the chill-sensitive hybrids. On the other hand, absolute concentration of the ions (C_t) Mg²⁺ and Ca²⁺ leaking from the leaves before chill exposure of the seedlings was positively and highly correlated with the extent of injuries in hybrids caused by 4 day-long exposures to chill. This observation is evidence that the chill injuries were predetermined through increased cell permeability to the mentioned ions at room temperature.
Changes in the electric potential of leaves in conditions of lowered temperature preceded the injuries of leaves, which became apparent after a longer period of exposure to chill. Thus, as the leakage of Mg²⁺ and Ca²⁺ ions occurs, changes in the electric potential may supply early information about the predisposition of the particular maize hybrids to chilling injuries. Leakage measurements of Mg²⁺ and Ca²⁺ ions from the leaves at room temperature may find application in the selection of chill-tolerant maize genotypes.     

新疆国家一级农试站多年土壤湿度特征分析

为了给新疆石河子垦区农业可持续发展、合理开展农业生产和气候资源利用等提供气候依据,笔者统计分析了新疆石河子国家一级农试站1996—2015年20年来0~50 cm月平均土壤湿度、年平均土壤湿度变化特征及与其他气象因子的相关性。结果表明:0~50 cm年平均土壤湿度总体呈偏湿趋势;石河子国家一级农试站0~10 cm月平均土壤湿度3月和4月湿度最大,6月、7月和8月湿度最小,随着土壤深度的增加,土壤湿度各月相差不大;0~10 cm年平均土壤湿度变化存在着准13年的年代际周期和准5年的年际周期,40~50 cm年平均土壤湿度存在着准10年的年代际周期和准5年的年际周期;0~10 cm和10~20 cm年均土壤湿度存在突变特征;0~50 cm年平均土壤湿度与年降水量、年蒸发量和年0 cm地温这些气象因子最为敏感。     

热带区域冬玉米物候发育的模拟与模型检验

为探索热区环境下冬播玉米物候发育的温度效应,建立具有较好解释性的冬玉米物候发育模拟模型。基于云南陇川、瑞丽、芒市三试点分品种和播期的3年试验资料,比较不同模拟方法对冬玉米物候期的预测效果。结果显示以0℃、6℃、8℃、10℃为下限温度的积温模型,预测精度均不高,根均方差(RMSE)为7~11天。因此本研究在WOFOST模型基础上,以日最高温、日最低温2个驱动变量取代日均温,为不同物候期分别设置基点温度,基于物候期分段函数、建立了新的冬玉米物候发育模拟模型。模型采用独立试验数据进行检验,对两供试品种物候期预测的RMSE分别为4.42天和4.19天。模型体现了日温变化对发育速率的影响,体现了不同物候期温度效应的差异,具有较好的机理性,模型预测精度较高。     

盐胁迫及外源Ca2+调控对甘薯生理特性的影响

甘薯耐盐性较强,可作为开发利用盐渍地的作物,对其耐盐机理的研究具有一定的意义。对‘徐薯18’、‘栗子香’、‘胜利百号’3个甘薯品种进行盐胁迫及外源Ca2＋调控试验。盐胁迫下,甘薯叶片的总氮含量、叶绿素含量、DNA含量、RNA含量和RNA/DNA值都降低,游离氨基酸含量增加,脯氨酸迅速累积。外源Ca2＋处理后,同工酶种类和相对活性均较非钙处理有所增加,降低了叶片中的Na＋积累,延缓了质膜的损伤,提高了甘薯的耐盐性,且不同品种表现一致。为深入研究甘薯耐盐机理奠定了基础,同时为耐盐品种甘薯的选育及高产种植提供了理论依据。