外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗抗氧化酶活性和生长的影响

为了探讨外源NO是否能减轻盐胁迫对燕麦（Avena sativa）幼苗的伤害,以水培生长到四叶一心的燕麦幼苗为研究材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,探讨了0.06 mmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理对白燕6号和内散2号2个燕麦品种幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及丙二醛(MDA）含量、质膜透性、叶绿素含量和植株干质量的影响。结果表明,NaCl胁迫下,施入外源NO可提高燕麦叶片SOD、CAT、POD和APX活性,降低MDA含量和质膜透性,并能缓解叶绿素含量的下降,提高植株干质量,从而减轻NaCl胁迫对燕麦幼苗的伤害;但外源NO对不同抗氧化酶活性影响不同,其中对提高SOD、CAT、APX活性的作用相对较大,而对提高POD活性的作用相对较小。     

外源NO对NaCl胁迫下玉米幼苗氧化损伤的保护作用

试验以150 mmol·L^-1 NaCl为胁迫条件,用浓度为0.01,0.05,0.1,0.5和1 mmol·L^-1的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理玉米(Zea mays L.)幼苗,研究外源NO对NaCl胁迫下玉米幼苗氧化损伤的影响,旨在探讨NO对NaCl胁迫下玉米生长缓解的生理机理。结果表明:外源NO可促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,提高可溶性糖的含量,并能缓解叶绿素的降解和丙二醛(MDA)含量的升高。NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.1 mmol·L^-1 SNP处理效果最为显著。     

外源NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗氧化损伤的影响

1)利用浓度分别为0.1和1.0 mmol/L的外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)浸泡紫花苜蓿种子48 h。在(25±1)℃下将每批50粒种子置于培养皿进行恒温光照培养,重复3次,连续10 d在培养皿中加入6 mL 0.15% NaCl处理液并统计日发芽率,以探讨NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响。2)利用0.1和1.0 mmol/L浓度的外源NO供体SNP处理0.15% NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗。试验设计了4个处理,分别为T1:对照组(CK)为蒸馏水;T2:0.15% NaCl;T3:0.1 mmol/L SNP+0.15% NaCl;T4:1.0 mmol/L SNP+0.15% NaCl。每个处理重复3次。分别于0 (胁迫前),2,4,6和8 d后采集生长状况一致的幼苗叶片测定游离脯氨酸含量、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、O₂^-产生速率、过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、叶绿素含量、可溶性糖含量。以探讨NO对NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,外源NO可以缓解NaCl胁迫对紫花苜蓿种子萌发的抑制作用,促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子活力,促进脯氨酸和可溶性糖含量的积累,能缓解NaCl胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量的增加、缓解活性氧代谢引发的H₂O₂含量的增加及叶绿素的降解,抑制O₂^-产生速率,提高SOD、POD、CAT的活性。这种保护效应与NO的浓度明显相关,0.1 mmol/L SNP处理效果显著优于1.0 mmol/L SNP处理。     

外源NO对NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影响

试验采用硝普钠(SNP)为NO供体,夏枯草幼苗为材料,研究外源0.01~0.50 mmol/L SNP对70 mmol/L NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化系统、光合参数与叶绿素荧光参数的影响。结果表明,0.05~0.10mmol/L SNP可以缓解NaCl胁迫对夏枯草幼苗造成的伤害,其中0.10mmol/L SNP缓解效果最显著,该处理显著提高了NaCl胁迫下夏枯草幼苗叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低了电导率与丙二醛(MDA)的含量。显著提高了夏枯草叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)与蒸腾速率(Tr),降低了胞间CO2浓度(Ci)。叶绿素荧光动力学参数显示,0.10mmol/L SNP处理显著降低了NaCl胁迫下夏枯草幼苗的初始荧光(Fo)与非光化学荧光猝灭系数(NPQ),提高了最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)。外源NO通过提高抗氧化酶活性,来减少脂质过氧化作用,减少光抑制对PSⅡ的破坏,提高光化学能力,增强夏枯草叶片的光合能力,从而最终提高夏枯草的抗盐能力。本试验条件下,以0.10mmol/L SNP处理效果最为显著。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的缓解效应

以加燕2号为试验材料,用一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）、NO清除剂牛血红蛋白（Hb）及SNP类似物亚铁氰化钠处理燕麦植株,研究NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗生长和氧化损伤的缓解效应。结果表明,NaCl胁迫下添加外源NO提高了燕麦幼苗的株高,提高了SOD、POD、CAT和APX活性,降低自由基含量和膜脂过氧化程度,表明外源NO能缓解NaCl胁迫诱导的氧化损伤,增强植株的耐盐性。NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠（不产生NO）对NaCl胁迫燕麦植株的株高和氧化伤害无缓解效应;施用Hb提高了自由基含量,降低了抗氧化酶活性,而添加外源NO能缓解Hb对燕麦生长的抑制,表明内源NO也可能参与燕麦幼苗耐盐性的调节。     

外源褪黑素对盐胁迫下老化燕麦种子萌发及幼苗的影响

以老化饲用燕麦种子为对象,探讨外源褪黑素对NaCl胁迫下老化燕麦种子萌发和幼苗相关形态和生理特性的影响。结果表明:在无胁迫时添加褪黑素可以提高老化燕麦种子的发芽率,并能增加幼苗游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量且增强过氧化物酶活性,降低丙二醛含量;不同浓度的外源褪黑素(100μmol/L、300μmol/L、500μmol/L、800μmol/L、1000μmol/L)处理均能显著提高NaCl(浓度150mmol/L)胁迫下老化燕麦种子的发芽率、苗高、根长、苗鲜重、过氧化物酶活性、可溶性蛋白质和游离脯氨酸含量,显著降低幼苗根冠比和丙二醛含量(P<0.05)。加权隶属函数分析表明,提高老化燕麦种子NaCl胁迫下活力的最佳褪黑素浓度为500μmol/L,此时相对于NaCl胁迫,种子发芽率、苗鲜重、过氧化物酶活性和可溶性蛋白质含量分别提高了245.61%、325.55%、52.28%、121.27%。     

干旱胁迫下一氧化氮对燕麦幼苗生长和生理特性的影响

采用水培方法研究了一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对15%聚乙二醇模拟干旱胁迫下的燕麦幼苗生长和生理特性的影响,结果表明:50μmol/L SNP显著增强了干旱胁迫下燕麦幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和质膜H+-ATP酶活性,降低了超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛、谷胱甘肽、抗坏血酸、氨基酸、脯氨酸和Cl-含量,提高了可溶性糖、可溶性蛋白质、K+和Ca2+含量,缓解了燕麦幼苗生物量和含水量的下降,但对Na+含量影响不大。表明外源NO可通过提高活性氧清除、渗透溶质积累和离子选择性吸收提高燕麦幼苗的耐旱性。     

外源NO对NaCl胁迫下扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响

为探寻调控扁蓿豆种子萌发期耐盐能力的途径,采用NO供体硝普钠(SNP)处理扁蓿豆种子,研究了盐胁迫下外源NO对扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,150mmol/L的NaCl溶液显著抑制了扁蓿豆种子的萌发,显著降低了发芽率、发芽指数和幼苗长度。外源NO在一定程度上缓解了盐胁迫对扁蓿豆幼苗的发芽率、发芽指数、芽长和根长的影响,但也存在浓度效应,以0.05%处理为最佳。0.05%SNP+150mmol/L NaCl处理下的扁蓿豆种子发芽率为86%,显著高于单盐处理的(0%SNP+150mmol/L NaCl)(P0.05)。0.05%SNP+150mmol/L NaCl处理下的发芽率、芽长和根长与0mmol/L NaCl溶液处理差异不显著(P0.05),发芽指数显著高于后者(P0.05)。     

硅对NaCl胁迫下甜瓜种子萌发及幼苗生长的影响

为明确硅(silicon,Si)对盐胁迫的缓解作用,以“雪梨一号”和“朗秦银蜜”两个耐盐性不同的甜瓜品种为材料,在125 mmol/L NaCl胁迫下,研究了不同浓度外源Si对甜瓜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,NaCl胁迫显著抑制了甜瓜种子萌发,0.50~1.00 mmol/L外源Si处理较对照能显著提高种子的发芽率、发芽势、发芽指数、α-淀粉酶活性及吸水率,其中两个品种的种子均以0.75 mmol/L外源Si处理效果最好;NaCl胁迫下,0.25~1.00 mmol/L外源Si处理后,甜瓜幼苗的株高、叶面积、叶绿素含量、地上部分干重和根系干重较对照显著提高,其中“朗秦银蜜”和“雪梨一号”幼苗分别以0.50和0.75 mmol/L外源Si处理效果最好。研究表明,0.25~1.00 mmol/L外源Si能促进NaCl胁迫下种子吸水和α-淀粉酶活性的提高来促进种子萌发,通过提高NaCl胁迫下幼苗叶绿素含量维持较高的光合能力促进幼苗生长,缓解盐胁迫对甜瓜种子和幼苗的伤害,外源Si浓度超过1.25 mmol/L时对盐胁迫没有缓解效应。     

一氧化氮参与盐胁迫下黑麦草幼苗脯氨酸积累的调控

以黑麦草(Loliumperenne L.)幼苗为材料,采用溶液培养方法研究了150 mmol·L^-1 NaCl胁迫下根尖和叶片中一氧化氮(NO)产生和脯氨酸(Pro)积累的关系,以探讨NO在盐胁迫下诱导Pro积累中的调节作用。结果表明:NaCl胁迫下黑麦草幼苗根尖和叶片中Pro和NO含量增加,Pro合成的关键酶吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性提高,而Pro降解的关键酶脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性下降。100μmol·L^-1外源NO供体硝普钠(SNP)促进了NaCl胁迫下幼苗根尖和叶片中Pro的积累及P5CS活性的提高,降低了ProDH活性;NO清除剂cPTIO和合成抑制剂L-NAME,NaN₃逆转了NaCl胁迫和SNP对Pro积累的诱导作用及P5CS,ProDH活性的调节作用。因此,NO可能通过P5CS和ProDH活性参与盐胁迫下Pro积累的调控。     

外源过氧化氢提高燕麦耐盐性的生理机制

以燕麦品种‘定莜6号’为材料,采用水培法,研究喷施过氧化氢(H₂O₂)对盐胁迫下燕麦幼苗生长、渗透调节物质积累和活性氧代谢的影响。结果表明:1)150 mmol/L NaCl胁迫显著抑制燕麦幼苗生长,提高叶片游离氨基酸和脯氨酸水平,降低谷胱甘肽(GSH)和可溶性糖含量;喷施0.01 mmol/L H₂O₂对NaCl胁迫引起的生长抑制有明显的缓解作用,并提高了幼苗叶片可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了游离氨基酸含量。2)NaCl胁迫下,虽然燕麦叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性提高,但O2·-、H₂O₂和丙二醛(MDA)积累;喷施H₂O₂进一步提高了NaCl胁迫下燕麦的上述抗氧化酶活性和GSH含量,却降低了O2·-产生速率及H₂O₂和MDA含量,说明外施H₂O₂能够增强盐胁迫燕麦的抗氧化能力,减轻氧化伤害。以上结果表明,外源H₂O₂可通过调控渗透调节物质积累和活性氧代谢提高燕麦耐盐性。     

外源一氧化氮供体SNP对NaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用营养液栽培,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对150mmol/LNaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环中抗氧化酶活性和抗氧化物质及丙二醛(MDA)和H₂O₂含量的影响。结果表明,正常条件下100μmol/LSNP略微降低了黑麦草幼苗叶片的MDA和H₂O₂含量,NO信号转导途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)促进了MDA和H₂O₂水平的提高。NaCl胁迫下,SNP显著缓解了MDA和H₂O₂的积累,提高了抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性及还原型抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量,降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,使ASA/DHA和GSH/GSSG提高,却对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性无显著影响;MB逆转了SNP对NaCl胁迫下MDA、H₂O₂、ASA、GSH、DHA、GSSG含量和APX、GR活性及ASA/DHA和GSH/GSSG的调节作用,对MDAR和DHAR活性无显著影响。由此表明,NO可能通过GC介导参与盐胁迫下黑麦草叶片ASA-GSH循环中APX、GR活性和ASA、GSH含量及ASA/DHA、GSH/GSSH的调节,缓解盐胁迫诱导的氧化伤害,提高植株的耐盐性。     

外源一氧化氮提高裸燕麦幼苗的耐碱性

采用营养液砂培方法,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaHCO₃胁迫下裸燕麦幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明,1~200 μmol/L SNP能够缓解75 mmol/L NaHCO₃胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制作用,25 μmol/L SNP的缓解作用最明显,可降低裸燕麦叶片O2·-、H₂O₂、丙二醛和有机酸含量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和质膜H⁺-ATPase活性,提高叶片谷胱甘肽、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、脯氨酸含量和K⁺/Na⁺,但对抗坏血酸含量影响不大。分析表明,外源NO可能通过激活抗氧化系统活性、促进渗透溶质积累和改善Na⁺、K⁺平衡缓解碱胁迫对幼苗的伤害和生长抑制,从而提高裸燕麦的耐碱性。     

外源NO对镧胁迫下燕麦幼苗活性氧代谢和矿质元素含量的影响

为探讨外源NO对稀土元素镧(La)胁迫下燕麦幼苗生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了NO供体硝普钠(SNP)对20 mmol/L La³⁺胁迫下幼苗生长、活性氧代谢和矿质元素吸收的影响。结果表明,La³⁺胁迫下燕麦幼苗根长、株高和植株干重明显下降,根系和叶片活性氧(O2·-和H₂O₂)水平及丙二醛(MDA)含量显著提高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量提高;施加100 μmol/L SNP能显著缓解La³⁺胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,降低La³⁺胁迫下燕麦幼苗根系和叶片O2·-、H₂O₂、MDA、AsA和GSH含量,提高SOD、CAT、POD和APX活性。La³⁺胁迫提高了燕麦幼苗根系和叶片La和铜(Cu)的富集量,抑制了钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)的吸收;施加100 μmol/L SNP可显著抑制燕麦从根系向叶片La的转运,缓解La³⁺胁迫对K、Ca、Mg、Fe吸收的抑制及对Cu吸收的促进效应,使根系中Zn、Mn含量下降,叶片Zn、Mn含量增加。由此表明,外源NO能够通过提高抗氧化酶活性及影响La的转运和矿质元素吸收,缓解La³⁺胁迫对燕麦幼苗的氧化伤害和生长抑制。     

外源NO对渗透胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和生理特性的影响

一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为生物体广布的一种生理活性物质,可调节植物一系列生理生化反应,增强其对逆境的抵抗能力;为此,以15%PEG-6000模拟渗透胁迫,研究外源NO对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:15%PEG-60000渗透胁迫下,0.1 mmol·L^-1NO供体硝普钠(Sodium nitroprus-side,SNP)可显著减轻对幼苗生长的抑制;促进脯氨酸(Pro)的累积,延缓幼苗叶片的水分散失(P<0.05);可诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高,减缓丙二醛(MDA)的积累,显著缓解因渗透胁迫诱导的细胞膜脂过氧化过程(P<0.05),增强其抗渗透胁迫能力,且随着胁迫程度的加剧效果越佳。0.5 mmol·L^-1SNP处理对黑麦草幼苗生长影响不显著,促进保护酶活性及缓解氧化损伤的作用较0.1 mmol·L^-1SNP处理显著减弱。外源NO诱导植物水分及抗氧化酶系活性的变化,是植物在渗透胁迫下维持正常生长的重要抗逆生理机制。     

4种燕麦对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价

为研究4份燕麦坝莜一号、白燕2号、白燕6号和白燕7号的耐盐程度及其在盐胁迫处理下的生理反应规律,在水培条件下,分别用0,34.2,68.4,102.6,136.8,171.0 mmol/L浓度NaCl溶液模拟盐胁迫处理4种燕麦种子,观察记录各处理的盐害情况,分别测定了胁迫后的种子发芽势、发芽率、株高和根长,以及室温培养的燕麦幼苗叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和可溶性蛋白含量,分析了不同胁迫程度下各生理指标的变化情况,并且对4种燕麦的耐盐性进行了综合评价。结果表明,NaCl胁迫对4种燕麦种子的发芽势和发芽率均产生显著影响,对株高和根长产生了抑制作用,且均随盐浓度的增大呈逐渐降低的趋势;燕麦幼苗叶片POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量均在102.6 mmol/L 盐浓度下达到最大值,而且都随盐浓度的增大呈先升高后降低的趋势,表明燕麦具有较高的耐盐能力,在盐胁迫下可采取自我保护机制以适应盐胁迫,4种燕麦的耐盐阈值为102.6 mmol/L盐浓度。综合评价,白燕6号耐盐性较好,白燕2号具有高盐耐受性的潜力,这两个燕麦品种可以为耐盐基因挖掘及燕麦耐盐品种的选育提供材料。