外源NO对Ca(NO_3)_2胁迫下番茄幼苗PSII功能及光能分配利用的影响

为探讨外源NO缓解番茄幼苗次生盐渍伤害的光合生理机制,以秦丰保冠番茄幼苗为试材,在水培条件下,利用叶绿素荧光动力学技术研究喷施NO供体硝普钠(SNP)对80 mmol·L-1Ca(NO_3)_2胁迫下番茄幼苗PSII光化学效率、激发能分配和天线色素吸收光能利用的影响。结果表明,喷施SNP有效缓解了Ca(NO_3)_2胁迫对PSII的损伤,使第15天番茄幼苗叶片的PSII最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v'/F_m')、实际光化学效率(ΦPSII)、光化学荧光猝灭系数(q P)及吸收光能用于进行光化学反应(P)和非光化学耗散(Ex)的份额分别较胁迫处理显著提高了4.93%、39.31%、92.84%、39.00%、92.83%和10.33%;初始荧光(Fo)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)和天线热耗散的份额(D)分别较胁迫处理显著降低了7.20%、13.22%、43.09%和24.70%。综上,外源NO能通过改善PSII光化学活性和增强PSII反应中心的非光化学耗散减轻Ca(NO_3)_2胁迫造成的光抑制,进而提高番茄幼苗的耐盐能力。本研究结果为利用外源NO缓解蔬菜设施生产的次生盐渍障碍提供了理论和技术依据。     

Ca(NO3)2胁迫对嫁接番茄生长、抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

以“影武者”为砧木,“宝大903”为接穗,在营养液栽培条件下,对80 mmol/L Ca(NO3)2胁迫下番茄嫁接苗和自根苗的生长、叶片抗氧化酶活性、活性氧代谢以及渗透调节物质含量进行了比较。结果表明,Ca(NO3)2胁迫明显抑制植株生长,显著提高植株抗氧化酶活性,显著增加植株O2.-生成速率以及H2O2、MDA、脯氨酸和可溶性蛋白含量,但胁迫后嫁接苗的生物量显著高于自根苗,抗氧化酶活性、脯氨酸和可溶性蛋白含量均显著高于自根苗,而O2.-生成速率、H2O2和MDA含量则显著低于自根苗。以上结果表明,Ca(NO3)2胁迫下较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量以及较低的氧化损伤与番茄嫁接苗耐盐性增强有关。     

NO-3胁迫下K+、Ca2+对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响

通过水培试验探讨了NO3-胁迫下K 、C a2 对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响。结果表明,在相同NO3-浓度胁迫7d后,C a2 浓度越大,膜脂过氧化产物丙二醛(M DA)含量越高,而K 浓度越大,电解质相对渗透率越高,由此说明K 、C a2 对细胞膜造成伤害的机理不同。黄瓜幼苗活性氧清除酶系统对K 、C a2 的响应亦不同,在一定程度上,K 和C a2 可提高SOD、POD和CAT活性,保护植物免受自由基伤害,继而可增强植物对逆境的适应能力。     

Ca(NO3)2胁迫对番茄嫁接苗叶片不同形态多胺含量的影响

以耐盐番茄品种‘影武者’为砧木,‘宝大903’为接穗,研究了80 mmol/L Ca(NO3)2胁迫10 d条件下,嫁接苗与自根苗生长和叶片不同形态（游离态、结合态和束缚态）多胺含量的差异。结果表明,Ca(NO3)2胁迫后,嫁接苗的生物量显著高于自根苗。整个胁迫期内嫁接苗叶片3种形态的腐胺、亚精胺和精胺含量均呈上升趋势;自根苗叶片3种形态的腐胺含量下降;游离态、结合态亚精胺和精胺含量上升;束缚态亚精胺含量下降,束缚态精胺含量变化不显著。以上结果表明,3种形态的腐胺、束缚态亚精胺和精胺在番茄嫁接苗叶片耐盐性方面发挥重要作用。     

钙和NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

采用营养液培养的方法,研究了Ca2+对外源一氧化氮(Nitric oxide,NO)所诱导的NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢的影响。结果表明,添加外源NO或Ca2+显著缓解了NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,叶片和根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性较单独NaCl胁迫处理显著提高,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)的含量、超氧阴离子(O.-2)产生速率明显下降;添加NO的同时添加Ca2+通道抑制剂La3+抑制了NO的这些调节作用。结果表明Ca2+对NO诱导的NaCl胁迫下黄瓜幼苗植株活性氧清除能力的提高起重要作用,NO的作用可能依赖于胞浆Ca2+。     

苯丙烯酸胁迫对黄瓜幼苗生长和抗氧化代谢特性的影响

采用营养钵土培的方法,研究了外源苯丙烯酸对津美1号、绿衣天使、C90和翠龙等不同黄瓜品种幼苗生长和叶片抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响。结果表明,外源苯丙烯酸胁迫对黄瓜幼苗生长具有很强的抑制作用,并随着胁迫浓度的增大受抑制的程度加强。在苯丙烯酸胁迫下,黄瓜叶片的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性表现为低浓度升高,高浓度下降的趋势;超氧阴离子（O2-.）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量、膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量及渗透调节物质脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖含量随着苯丙烯酸浓度的升高而显著增加。不同黄瓜品种对苯丙烯酸胁迫的响应存在着品种间差异。     

氮胁迫对黄瓜幼苗抗氧化酶系统的影响

氮是植物所需的重要营养元素之一,氮缺乏会影响黄瓜的生长发育、营养品质及产量。该研究以黄瓜9930为材料,测定缺氮条件下黄瓜幼苗活性氧和丙二醛含量,抗氧化酶活性及基因表达量的变化。结果表明:缺氮处理6 h后黄瓜叶片内过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率均显著上升,处理6 h时分别增长约100%和37%,丙二醛随着处理时间的延长不断累积,处理48 h时上调约25%,说明植物膜系统遭到破坏;植物抗氧化酶系统中的3种抗氧化酶(SOD、POD和CAT)的酶活性在缺氮的黄瓜叶片中均显著上升,处理48h分别上调约37%、24%和26%;这3种抗氧化酶的相关编码基因表达上调,其中SOD2、POD1和CATs上调幅度较大,SOD2上调约5倍,POD1和CATs上调约10倍。因此,该研究发现氮缺乏处理对黄瓜幼苗产生胁迫作用并诱导植株抗氧化酶系统响应,为了解黄瓜在氮胁迫下的抗逆机制提供有价值的线索。     

NO-3胁迫下K+、Ca2+对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响

通过水培试验探讨了NO-3胁迫下K+、Ca2+对黄瓜幼苗膜质过氧化及活性氧清除酶系统的影响.结果表明,在相同NO-3浓度胁迫7d后, Ca2+浓度越大,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量越高,而K+浓度越大,电解质相对渗透率越高,由此说明K+、Ca2+对细胞膜造成伤害的机理不同.黄瓜幼苗活性氧清除酶系统对K+、Ca2+的响应亦不同,在一定程度上,K+和Ca2+ 可提高SOD、POD和CAT活性,保护植物免受自由基伤害,继而可增强植物对逆境的适应能力.     

外源精胺对NO_3~-胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

采用营养液培养方法,研究了添加不同浓度的精胺(Spm)对NO3-胁迫下黄瓜幼苗生长、叶片抗氧化酶活性及光合作用的影响。结果表明,140 mmol/L NO3-胁迫下,外加1 mmol/L Spm,10 d后,黄瓜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)活性显著增加,电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量显著降低;气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和净光合速率(Pn)显著升高,气孔限制值(Ls)显著降低。说明1 mmol/L Spm处理能增强黄瓜幼苗对活性氧的清除能力,降低膜脂过氧化程度;降低气孔关闭,改善叶片的气体交换,幼苗生长势增加,对高浓度NO3-胁迫的抗性增强。当Spm浓度高达1.5~2 mmol/L时,与1mmol/L Spm相比,SOD、POD、APX、CAT活性均开始降低,电解质渗漏率和MDA含量增加,Gs、Ci和Pn显著降低,黄瓜幼苗生长受到抑制。可见,外加一定浓度的Spm可通过提高抗氧化酶活性、降低膜脂过氧化程度及改善光合作用来缓解NO3-胁迫对黄瓜幼苗的影响。     

白籽南瓜嫁接对不同盐胁迫下黄瓜幼苗氮代谢和蛋白表达的影响

采用营养液栽培,以白籽南瓜（Cucurbita maximaCucurbita moschata）为砧木,津优3号黄瓜为接穗,研究了白籽南瓜嫁接对等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、氮代谢、渗透调节物质和蛋白表达的影响。结果表明:白籽南瓜嫁接黄瓜可明显促进Ca(NO3)2和NaCl胁迫下黄瓜嫁接苗生长,提高叶片和根系中硝酸还原酶（NR）活性及NO3--N、可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量,抑制NH4+-N升高;叶片中可溶性蛋白表达量增强,其相对分子质量（103）分别约为188.4、156.1、120.4、54.0、37.3、32.1、30.6、18.9、17.8和17.1,并出现相对分子质量为64.3103的一种新蛋白,而81.0103的蛋白表达量减弱,这12种蛋白可能与白籽南瓜嫁接提高黄瓜耐盐性密切相关。研究还发现:NaCl胁迫下黄瓜自根嫁接和砧木嫁接植株叶片中相对分子质量（103）约为86.1、23.4、18.9和17.8的蛋白表达量大于等渗的Ca(NO3)2,相对分子质量（103）约为188.4、156.1、54.0和17.1 的蛋白表达量小于等渗的Ca(NO3)2;NaCl胁迫9 d后39.1103、35.4103和21.2103三种蛋白在自根嫁接株中消失,这11种蛋白可能与白籽南瓜嫁接株耐Ca(NO3)2胁迫能力强有关。综上,Ca(NO3)2胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害程度显著低于等渗的NaCl 胁迫,白籽南瓜砧木嫁接可调节黄瓜植株体内氮素代谢,提高渗调能力,有效地缓解Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜植株的伤害,尤其对Ca(NO3)2胁迫伤害的缓解效果明显,可以作为黄瓜耐盐砧木在生产上应用。     

外源NO对NaCl胁迫下山葡萄叶片叶绿素荧光和抗氧化酶活性的影响

为探究NO对山葡萄耐盐性影响的生理机制,以1年生双丰山葡萄扦插苗为试材,采用营养液栽培方法,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对50 mmol·L-1 NaCl胁迫下山葡萄叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响.结果表明,外源NO能显著提升盐胁迫下山葡萄叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减少丙二醛(MDA)的产生和积累,保护光合机构免受活性氧伤害,从而提高叶片叶绿素含量;另一方面,外源NO使盐胁迫下山葡萄叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和保护性热耗散(ΦNPQ)升高,而初始荧光(Fo)和非调节性能量耗散(ΦNO)显著下降,表明外源NO通过保护性热耗散机制缓解盐胁迫引起的光抑制,增强光合电子传递效率,进而维持PSⅡ的正常功能,最终提高了山葡萄耐盐性.     

Nitric Oxide(NO)and Plant Stress

In depth study of NO reveals that NO is a bioactive molecule that exerts a number of roles in many physiological and pathological process. NO is produced in response to drought, salinity, temperature shock and pathogen attack. NO rapidly reacts with ROS, ABA and other hormones and directly or indirectly regulate ethylene biosynthesis. The authors review the response of between plant NO and kinds of stresses, and possible mechanism was discussed.     

外源NO对盐胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响

在盆栽试验条件下,以冬小麦(山农22)为供试材料,以硝普钠(SNP)为外源一氧化氮(NO)供体,研究了3种施用方式的外源NO对盐胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响。试验共设5个处理:对照(CK)、氮磷钾(NPK)肥(T1)、NPK肥+SNP浸种(T2)、NPK肥+SNP粉末施入土壤(T3)和NPK肥+SNP缓释颗粒施入土壤(T4)。结果表明:盐胁迫条件下,小麦植株体内会积累大量的活性氧,抑制了小麦幼苗的生长;T1-T4处理的小麦幼苗长势均优于CK。与T1处理相比,添加外源NO的T2-T4处理均可显著提高小麦出苗率,其中以T4效果最为显著,可显著促进小麦幼苗的生长,提高叶片鲜重、叶片干重、叶绿素含量及抗氧化酶活性,降低叶片中超氧阴离子产生速率及过氧化氢含量,减少小麦幼苗对Na+的吸收,增加K+的吸收,维持小麦体内Na+、K+平衡,并促进根系对N、P元素的吸收,从而保证小麦植株养分吸收平衡。因此,添加外源NO既能通过促进幼苗生长、提高抗氧化酶活性、调节离子平衡等途径来提高小麦幼苗的抗盐性,缓解盐胁迫对小麦幼苗的伤害,又能通过调节根系对营养元素的吸收来促进小麦幼苗的生长。且在3种不同的SNP施用方式中,以SNP制成缓释颗粒施入土壤的施用方式对小麦盐胁迫的缓解效果最优。     

外源NO对Ca(NO_3)_2胁迫下番茄叶片活性氧损伤的缓解效应

为探讨外源一氧化氮(NO)对次生盐渍胁迫下植物抗氧化系统的调节作用,以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在营养液栽培条件下研究叶面喷施外源NO供体硝普钠(SNP)对80mmol·L~(-1)Ca(NO_3)_2胁迫下番茄幼苗生长、叶片光合、活性氧物质、抗氧化酶活性和抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响。结果表明,Ca(NO_3)_2胁迫下喷施SNP处理的番茄幼苗叶片超氧阴离子(O_2~(·-))的产生速率以及过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量和电解质渗漏率显著降低,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)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)的活性显著升高或得以维持,同时叶片抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量及其还原力(AsA/DHA、GSH/GSSG值)显著升高,叶片活性氧损伤得到有效缓解,叶绿素降解和光合速率的下降得到有效抑制,进而促进了植株的生长发育,提高了番茄幼苗的耐盐能力。     

外源一氧化氮与水杨酸对盐胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

在液培条件下,以小麦(山农22号)为试验材料,外源一氧化氮(Nitric oxide, NO)供体硝普钠(Sodiumnitroprusside,SNP)和水杨酸(Salicylicacid,SA)作为调控物质,研究外源NO和SA单独及复配施用对120mmol·L~(-1)NaCl胁迫下小麦生长及生理特性的影响。结果表明,120mmol·L~(-1)NaCl胁迫严重抑制了小麦幼苗的生长,添加适宜浓度的SNP(100μmol·L~(-1))或SA(100μmol·L~(-1))均能显著缓解盐胁迫对小麦造成的伤害。而与单独添加SNP或SA相比,SA+SNP复合调控更能明显降低盐胁迫诱导的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)积累、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量以及电解质渗出率;提高小麦叶绿素含量、抗氧化酶活性和脯氨酸含量,从而提高其抗盐性;通过提高根系活力来促进对矿质元素的吸收,从而提高小麦幼苗的干物质积累;同时抑制了小麦对Na的吸收,以此减缓盐胁迫的毒害。由此说明NO与SA在缓解小麦幼苗盐胁迫中表现出积极的协同作用。试验各处理中施用50μmol·L~(-1) SA+50μmol·L~(-1) SNP的处理缓解小麦盐胁迫的效果最为明显。     

外源钙对干旱胁迫下岩溶山区白刺花幼苗生长、生理特性的影响

为揭示岩溶山区白刺花耐旱性与外源钙的关系及抗旱机理,以贵州野生白刺花为试验材料,利用聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱,以未加PEG的1/2浓度Hoagland营养液为对照,研究了外源钙对PEG诱导的干旱胁迫下白刺花幼苗生长和生理的影响,并利用隶属函数综合评价出最佳的外源钙施用量。结果表明,未施入外源钙时,随着PEG诱导的干旱胁迫强度的增加,白刺花幼苗根干重、根冠比、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性均逐渐增加,当胁迫浓度为10%时,以上指标均显著高于对照;可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)呈先升高后降低趋势,均(除POD外)在胁迫浓度为10%时达到最大值,与对照相比差异显著;白刺花幼苗地上部生物量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈降低趋势,其中地上部生物量、Pn在胁迫浓度为10%时显著降低,Gs和Tr在胁迫浓度为15%时显著降低。在PEG诱导的干旱胁迫下,白刺花幼苗通过提高渗透调节物质含量、增强保护酶活性、增加根冠比等来适应干旱环境。施入适宜浓度的外源钙,显著抑制了PEG诱导的干旱胁迫下白刺花幼苗地上部生物量、Pn、Gs和Tr降低的幅度以及MDA含量增加的幅度;显著促进了根干重、可溶性蛋白含量及SOD、POD和CAT活性的增加,即PEG诱导的干旱胁迫下外源钙可以进一步提高白刺花幼苗根干重和幼苗中渗透调节物质含量,增强保护酶活性,降低Tr,维持生长、生理和光合功能,增强白刺花的抗旱能力。隶属函数综合评价指出,本试验条件下施入50 mmol·L~(-1)的外源钙对提高白刺花幼苗抗旱性的效果最佳。本研究结果为更加充分、合理地利用白刺花灌丛资源提供了理论依据。     

NaCl胁迫下苯丙烯酸对黄瓜幼苗根际土壤微生物及产量的影响

实验以耐盐的津绿5号和盐敏感的津优1号黄瓜品种为试材,以NaCl(585 mg kg-1)为盐胁迫条件,研究了盐胁迫下不同浓度的苯丙烯酸(0、25、50、200 mg kg-1)对黄瓜幼苗根际土壤微生物及产量的影响。结果表明,盐胁迫处理降低了黄瓜幼苗土壤根际细菌、真菌、放线菌的数量,而对镰孢菌数量有促进作用,并降低了黄瓜产量。低浓度的苯丙烯酸对黄瓜幼苗土壤根际细菌、真菌、放线菌的数量具有促进作用,对镰孢菌有抑制作用,对盐胁迫有一定的缓解作用,并对黄瓜产量具有促进作用;高浓度苯丙烯酸(200 mg kg-1)则相反,进一步加重了盐害的胁迫程度,抑制了黄瓜产量。盐胁迫对细菌、真菌、放线菌和镰孢菌数量的影响强度大于苯丙烯酸,而苯丙烯酸对细菌群落DGGE条带数和黄瓜产量的影响强度大于盐分胁迫。     

Effects of Exogenous Salicylic Acid and Nitric Oxide on Peanut Seedlings Growth under Iron Deficiency

Salicylic acid (SA) and nitric oxide (NO), which are known as important signaling molecules in plants, could be promising compounds for the reduction in stress sensitivity. The aim of the present work was to study the physiological changes in peanut (Arachis hypogaea L.) seedlings grown in growth medium that contained 0.1 mM SA, 0.25 mM sodium nitroprusside (SNP, a NO donor), or in full (SA+SNP) or half [1/2 (SA+SNP)] combined strengths under iron (Fe) deficiency. After 21 days of treatment, Fe deficiency significantly inhibited peanut plant growth, destroyed photosynthetic system, and caused oxidative damages. Addition of SA, SNP, and 1/2 (SA+SNP), especially SA+SNP, alleviated the stress, increased the contents of chlorophylls, and promoted plant growth. They improved Fe uptake, transport, and availability in peanut plants by increasing the activities of H⁺-ATPase and ferric chelate reductase (FCR), and promoting Fe translocation from cell wall to cell organelle and soluble fraction in leaves. Furthermore, they also effectively mitigated oxidative damages by increasing the activities of antioxidant enzymes in peanut leaves and roots. The results from the present study indicate that application of SA, SNP, or 1/2 (SA+SNP) can overcome the adverse effect of Fe deficiency, but the combined application of SA+SNP is more effective in alleviating Fe deficiency stress.