外源ABA对干旱胁迫下多年生黑麦草光合特性的影响

为探究干旱胁迫下外源脱落酸（Abscisic acid,ABA）对多年生黑麦草（Lolium perenne）抗旱性的影响。本研究以多年生黑麦草品种“冬牧”为材料,采用盆栽试验,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG）模拟不同程度的干旱胁迫,通过LI-6400XT光合-荧光测定仪,研究了正常、中度和重度干旱胁迫下外源0,200和500 μmol·L^-1的ABA对多年生黑麦草光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,干旱对多年生黑麦草的叶绿素含量和光合特性产生了显著影响（P<0.05）,重度干旱下共喷施225 ml的ABA 500 μmol·L^-1能够显著提高叶绿素含量,而ABA仅对气孔导度（Gs）产生了影响（P<0.05）。外源ABA能缓解干旱胁迫对多年生黑麦草初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、PSII最大光化学量子产量（Fv/Fm）、PSII潜在活性（Fv/Fo）和光化学猝灭（NPQ）的影响（P<0.05）,使受损的PSII反应中心快速得到修复,从而降低干旱胁迫对叶绿体光合机构的破坏。     

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。     

黑麦草对NaHCO3胁迫的光合生理响应

为了探讨牧草对碱胁迫的光合生理响应,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO₃(0,50,100,150,200 mmol/L)胁迫对黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和叶黄素循环的影响。结果表明,1)随着NaHCO₃浓度增大,叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐降低,叶绿素a/b不断提高,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和气孔限制值(L_s)下降,胞间CO₂浓度(C_i)升高,表明非气孔限制是碱胁迫下P_n降低的主要因素。2)PSⅡ初始荧光(F_o)随NaHCO₃浓度提高明显上升,最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭(q_P)显著下降,非光化学猝灭(NPQ)呈增加趋势。3)随着NaHCO₃浓度提高,天线转化效率(F_v′/F_m′)降低,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α－1)增大,叶片吸收的光能中用于光反应的比例(P)下降,而天线热耗散的比例(D)增加,叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)呈先升后降趋势,表明依赖叶黄素循环的天线热耗散是碱胁迫下黑麦草耗散过剩光能的主要途径。     

γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响

以热敏感品种顶峰(Pinnacle)为试验材料,研究了热胁迫下(35℃/30℃,昼/夜)施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对黑麦草生长、光合及叶绿素荧光特性、碳水化合物含量及其代谢关键酶基因表达的影响。结果表明,热胁迫造成黑麦草生长减弱,膜透性增加,光合色素含量下降,光合能力和碳水化合物含量显著降低,糖代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和转化酶)基因在短时间内(5d)表达显著上调,随后下降;外源施用GABA显著缓解了高温对黑麦草生长的抑制作用,提高了高温胁迫下光合色素和碳水化合物含量,净光合速率(Pn)、气孔导率(Gs)、蒸腾速率(Tr)、CO2羧化效率(CE)、最大光合速率(Amax)和光化学效率(Fv/Fm)、Rubisco最大羧化速率(Vcmax)和RuBP再生速率(Jmax)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)显著升高,而气孔限制值(Ls)、CO2补偿点(CP)和非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低。施用外源GABA降低了高温胁迫下叶片气孔和非气孔限制值,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,增强了糖代谢关键酶基因表达的水平,提高了碳水化合物含量,因此有效的提高了黑麦草的耐高温能力。     

外源褪黑素对干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生理特性的影响

为了研究外源褪黑素(MT)对干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生长的影响,试验以多年生黑麦草为材料,先以叶片喷施法施加外源MT,再采用控水法进行干旱胁迫,共设置6个处理,即CK(干旱+喷施纯化水)、T1(干旱+喷施50μmol/L MT)、T2(干旱+喷施100μmol/L MT)、T3(干旱+喷施150μmol/L MT)、T4(干旱+喷施200μmol/L MT)、T5(干旱+喷施250μmol/L MT),在干旱胁迫第0,3,6,9,12天取样,测定叶绿素a、叶绿素b、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量,以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明：在干旱胁迫第3,6,9,12天,T1、T2、T3处理的叶绿素a(除第9天T2处理外)和叶绿素b(除第3,6,9天T1处理外)含量均显著高于CK处理(P<0.05),其中T3处理的叶绿素a、叶绿素b含量均最高;在干旱胁迫第6,9,12天,T3处理的MDA含量显著低于其他处理(P<0.05);在干旱胁迫第12天时,T3处理的Pro含量和T4处理的可溶性糖含量均显著高于其他处理...     

外源一氧化氮对镉胁迫下黑麦草生长和抗氧化酶活性的影响

利用一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)0.1 mmol/L、Cd2 200 mg/L和SNP 0.1mmol/L Cd2 200 mg/L分别处理黑麦草幼苗.结果表明,与对照比较,SNP 0.1 mmol/L处理可增加黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,降低丙二醛(malondialdehyde,MEA)含量、超氧阴离子(O2-·)产生速率和质膜透性,增强抗氧化酶活性;与对照比较,200 mg/L的Cd2 处理降低了黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,使MDA含量和O2-·产生速率增加、质膜透性增大,抗氧化酶活性下降,植株体内积累Cd2 ;与Cd2 200 mg/L处理比较,SNP 0.1 mmol/L cd2 200 mg/L处理可提高黑麦草的生物量、叶绿素含量、根系活力,降低MDA含量和O2-·产生速率、质膜透性,而抗氧化酶活性增强,植株体内Cd2 积累量也明显下降.因此,外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长有一定的缓解作用,可以增强黑麦草对Cd毒害的抗性.     

γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响

以热敏感品种顶峰(Pinnacle)为试验材料,研究了热胁迫下(35 ℃/30 ℃,昼/夜)施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对黑麦草生长、光合及叶绿素荧光特性、碳水化合物含量及其代谢关键酶基因表达的影响。结果表明,热胁迫造成黑麦草生长减弱,膜透性增加,光合色素含量下降,光合能力和碳水化合物含量显著降低,糖代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和转化酶)基因在短时间内(5 d)表达显著上调,随后下降;外源施用GABA显著缓解了高温对黑麦草生长的抑制作用,提高了高温胁迫下光合色素和碳水化合物含量,净光合速率(P_n)、气孔导率(G_s)、蒸腾速率(T_r)、CO₂羧化效率(CE)、最大光合速率(A_max)和光化学效率(F_v/F_m)、Rubisco最大羧化速率(V_cmax)和RuBP再生速率(J_max)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)显著升高,而气孔限制值(L_s)、CO₂补偿点(CP)和非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低。施用外源GABA降低了高温胁迫下叶片气孔和非气孔限制值,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,增强了糖代谢关键酶基因表达的水平,提高了碳水化合物含量,因此有效的提高了黑麦草的耐高温能力。     

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-氧化氮对铝胁迫下黑麦草幼苗生长和生理的影响

为探究外源一氧化氮对黑麦草铝毒害的缓解作用,以铝敏感型黑麦草品种Nagahahikari和铝耐受型黑麦草品种特高为试验材料,研究不同浓度(100和200 μmol/L)硝普钠(SNP)对20 mmol/L铝胁迫下两种黑麦草生长特性和生理指标的影响.结果 表明:外源NO处理可提高黑麦草幼苗的OJIP荧光瞬态曲线,提高量子...     

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对镉胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了外源NO对镉(Cd)胁迫下玉米幼苗膜脂过氧化、渗透调节物质、抗氧化酶活性及叶绿素含量等生理特性的影响。结果表明,与对照比较,100 mg/L的Cd处理降低了玉米幼苗脯氨酸(Pro)和叶绿素含量,减缓了可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O₂^-·)产生速率增加、质膜透性增大;与100 mg/L Cd处理比较,添加100 μmol/L硝普钠(SNP)处理显著增加了Cd胁迫下玉米幼苗生物量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,增加了幼苗叶绿素和脯氨酸含量、促进了可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低了MDA含量、细胞质膜的透性以及O₂^-·产生的速率。因此,外源NO对Cd胁迫下玉米生长有一定的缓解作用,可以增强玉米幼苗对Cd毒害的抗性。     

Na+对渗透胁迫下霸王幼苗光合特性的影响

在-0.5MPa渗透胁迫下,研究了Na⁺对多浆旱生植物霸王幼苗光合特性的影响。结果显示,在渗透胁迫下,50mmol/LNaCl的加入使霸王幼苗的叶面积和叶绿素(a+b)含量分别显著增加了105%和33%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)以及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性分别显著提高了115%,90%和180%,而胞间CO₂浓度(Ci)显著降低了17%;同时,使PSⅡ的潜在活性(F_v/F₀)、原初光能转换效率(F_v/F_m)以及光合电子传递速率(ETR)分别显著提高了15%,5%和11%。以上结果表明,Na⁺能改善渗透胁迫下霸王幼苗的光合作用,从而提高植株的抗胁迫能力。     

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。     

外源一氧化氮(NO)对低温胁迫下南瓜幼苗氧化损伤的保护效应

探讨外源 NO 供体硝普钠(SNP)对冷害胁迫下南瓜生长和氧化损伤的内在机制。以南瓜银辉2号和青栗为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究 SNP(100 μmol/L)对冷害胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、有机渗透调节物质含量及活性氧代谢的影响。结果表明,冷害导致南瓜幼苗活性氧积累增加,膜质过氧化加剧,光合色素含量下降,渗透调节能力降低,从而显著抑制南瓜幼苗的生长;正常生长条件下, SNP显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、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,显著增加幼苗地上和地下部干重及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H₂O₂)、类胡萝卜素和氨基酸总量;8 ℃/5 ℃(昼/夜)的低温胁迫下,叶面喷施外源100 μmol/L NO供体硝普钠(SNP),促进了植株生长和干物质积累,显著提高了叶片SOD、POD、APX 和GR的活性以及Pro和可溶性糖含量,减少了H₂O₂和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累;外源NO明显提高了南瓜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量、抗坏血酸(ASA)、GSH和可溶性蛋白及氨基酸总量。低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性、抗氧化剂及有机渗透调节物质含量的提高,降低H₂O₂和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,维持了冷害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜的抗冷性。试验条件下,NO对银辉2号的促进作用大于青栗。     

外源褪黑素对干旱胁迫下烟草幼苗光合碳同化和内源激素的影响

为明确外源褪黑素(MT)对干旱胁迫下烟草幼苗生长缓解的生理机制.以抗旱性不同的两个烤烟品种'豫烟6号'(Y6,耐旱型)和'豫烟10号'(Y10,敏感型)为材料,研究了喷施0.2 mmol·L-1外源MT对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片叶绿素荧光参数、光合碳同化酶活性、碳水化合物和内源激素含量的影响.结果表明,干旱胁迫下,...     

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。     

Ca2＋对镉胁迫下玉米幼苗生长、光合特征和 PSⅡ功能的影响

为探究钙(Ca~(2+))对玉米镉(Cd)胁迫的缓解作用,采用盆栽试验,研究了根部施加外源Ca~(2+)对Cd胁迫下玉米幼苗生长、光合特征及叶绿素荧光参数等生理指标的影响。结果显示,与对照(CK)相比,100mg/L的Cd处理显著降低了玉米幼苗株高、根、地上部生物量以及玉米叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。同时,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v′/F_m′)、光化学淬灭系数(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)和胞间CO_2浓度(C_i)较CK显著上升。外源施加Ca~(2+)可以有效增加镉胁迫下幼苗生物量的积累,明显提高叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量,升高P_n,G_s,T_r,F_v/F_m,ETR,F_v′/F_m′,降低NPQ和C_i,增加幼苗生物量积累,Ca~(2+)浓度为7.5~10.0mmol/L时各指标变化幅度最明显,缓解胁迫的效果最佳。研究结果表明,Cd胁迫使玉米幼苗叶片PSⅡ原初光能转化效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低。适宜浓度的外源Ca~(2+)能有效缓解Cd对光合机构的伤害,增强幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用,增加幼苗的生物量,增强玉米幼苗对Cd胁迫的抗性。