NaCl胁迫对夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影响

研究NaCl胁迫对夏枯草幼苗抗氧化能力与光合特性的影响,为夏枯草栽培管理、抗盐育种提供理论依据。以夏枯草幼苗为材料,采用营养液培养的方法研究不同浓度NaCl(0、20、40、60、80 mmol/L)胁迫对夏枯草幼苗抗氧化酶、渗透调节物质、叶绿素、光合特性的影响。结果表明,随着盐胁迫浓度的升高,夏枯草叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、可溶性蛋白含量呈先上升后下降的趋势;过氧化物酶(POD)、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量与电导率呈不断升高的趋势;叶绿素 a和b、叶绿素a/b、类胡萝卜素及总叶绿素均呈逐渐下降的趋势;净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均表现下降的趋势,胞间二氧化碳浓度(C_i)则表现为先下降后上升的趋势,而气孔限制值(L_s)表现为先升高后降低的趋势。在20~60 mmol/L NaCl处理下,夏枯草叶片光合速率的下降主要是由气孔限制引起的,在80 mmol/L NaCl处理下叶片光合速率的下降则主要是由非气孔限制引起的。NaCl胁迫下,夏枯草通过提高抗氧化酶的活性、渗透调节物质的含量来保护光合机构,从而提高夏枯草幼苗对盐胁迫的适应性。     

酸胁迫对夏枯草叶绿素荧光特性和根系抗氧化酶活性的影响

为了阐明夏枯草幼苗对酸性环境的耐受性,采用不同pH值(pH=4.5、4.0、3.5、3.0)的Hoagland营养液模拟酸胁迫环境,研究酸胁迫对夏枯草幼苗叶绿素荧光特性及根系抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着pH值下降,代表供体与受体侧参数的K点相对可变荧光(W_K)、J点相对可变荧光(V_J)和电子受体Q_A~-被还原的最大速率(dV/dt_o)逐渐升高,光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递的量子效率(φE_o)降低;表示单位反应中心吸收(ABS/RC)、捕获(TR_o/RC)、热耗散(DI_o/RC)的能量逐渐增加;用于电子传递的能量(ET_o/RC)逐渐下降;表示PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、吸收光能为基础的光合性能指数(PI_(abs))、表征光系统Ⅰ(PSⅠ)的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)及PSⅡ与PSⅠ协调性(Φ_(PSⅠ/PSⅡ))随酸胁迫程度增加逐渐下降。夏枯草根系超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势,而根系抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性先升高后降低;夏枯草叶片可溶性糖、脯氨酸含量逐渐上升。酸胁迫下,夏枯草PSⅡ反应中心受损,电子传递受阻,光系统性能及PSⅡ与PSⅠ的协调性降低,根系SOD与POD活性受到抑制,在pH 3.0处理下表现较为明显。夏枯草通过提高单位反应中心的热耗散能力来减少过剩光能对叶片光合机构的破坏,通过提高根系APX抗氧化酶及叶片渗透调节物质含量来减少酸胁迫带来的伤害。     

铅胁迫对百喜草叶绿素荧光特性及酶活性的影响

为探讨水土保持草种在重金属污染矿山废弃地植被恢复中应用的可行性,以南方地区水土流失治理中广泛应用的草种百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度(150,250,500,1000,1500和2500 mg/kg)的室内土培模拟胁迫试验,定量测定不同Pb胁迫浓度、不同胁迫时间百喜草的叶绿素荧光、SPAD值、叶绿素含量、抗氧化酶活性及MDA含量等指标,分析百喜草对Pb胁迫的生理响应。结果表明,在试验初期(8月),Pb胁迫对百喜草的叶绿素荧光特性具有一定抑制作用,但随胁迫时间的增加,在试验后期(9和10月)则表现出显著的促进作用(P<0.05);Pb胁迫对百喜草SPAD值和叶绿素含量有一定抑制作用,但作用并不显著(P>0.05);Pb胁迫对百喜草的POD和SOD活性均具有一定促进作用,但对百喜草CAT活性无显著影响(P>0.05);铅胁迫增大百喜草体内MDA含量,但高浓度Pb胁迫(1500和2500 mg/kg)条件下,百喜草体内MDA含量与对照无显著差异(P>0.05)。以上结果表明,Pb胁迫对百喜草生理特性有一定抑制作用,但抑制作用并不显著。百喜草可通过提高叶绿素荧光特性和抗氧化酶(POD和SOD)活性,减轻Pb胁迫的危害,以适应Pb胁迫逆境环境。     

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。     

干旱胁迫对不同禾本科牧草叶绿素荧光特性的影响

本试验以无芒雀麦、垂穗披碱草、老芒麦、细茎冰草为试验材料,研究了干旱胁迫处理下不同禾本科牧草的叶绿素荧光参数、叶片电导率和脯氨酸（Pro）含量变化的对比。结果表明：随着干旱胁迫程度的加剧,4种禾草初始荧光（Fo）和非光化学淬灭系数（qN）呈现逐渐上升趋势,而最大荧光（Fm）,潜在光化学效率（Fv/Fo）,最大光化学效率（Fv/Fm）和光化学淬灭系数（qP）呈现逐渐下降趋势。上述参数的变化幅度因材料抗旱性强弱而异,这种差异可作为简便评价禾草抗旱性强弱的鉴定指标,因此,运用隶属函数对不同禾草抗旱性进行评价分析,得出抗旱性强弱次序为：垂穗披碱草〉无芒雀麦〉细茎冰草〉老芒麦。     

低温胁迫对紫花苜蓿叶片叶绿素荧光特性的影响

以经过抗寒锻炼的盆栽不同抗寒紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种为材料,分别在室温和低温处理后(-8℃)测定不同秋眠型紫花苜蓿品种的叶绿素荧光参数,分析低温对不同苜蓿品种的冷害指数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:在低温胁迫后非秋眠型Dona Ana和Pierce的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)显著降低,电子传递速率(ETR)减慢,实际光化学量子产量(Y)下降,叶片受低温胁迫较重;秋眠型Vernal和5246各荧光参数变化不大,而非秋眠型CUF101、极非秋眠型UC-1465非光化学淬灭(NPQ)值显著升高(P<0.05),其他的参数变化较小。低温胁迫很轻时,非光化学淬灭系数NPQ升高,说明耗散过剩的光能具有保护光合机构的作用。因此紫花苜蓿各荧光参数的变化与其抗寒特性密切相关。     

干旱胁迫对紫花苜蓿生长和叶绿素荧光特性的影响

为探明干旱条件下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的生长和光化学特性变化规律及二者的关系,以‘中苜1号’(M.sativa L.‘Zhongmu No.1’)和‘中天1号’(M.sativa L.‘Zhongtian No.1’)为材料,采用盆栽控水方法,于不同控水时间测定不同干旱条件下紫花苜蓿的株高、基径及叶绿素荧光参数。结果表明：除轻度干旱外,随着干旱胁迫的加剧,苜蓿生长速率减缓且减缓程度逐渐增大。初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐上升,其他荧光参数均逐渐下降。株高和基径的生长速率与F_o和NPQ极显著负相关,干旱胁迫使光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学活性降低,热耗散增加,影响苜蓿光合作用,最终导致其生长受到抑制。轻度干旱未抑制2种苜蓿的生长且促进了‘中天1号’株高的生长。随着干旱加剧和持续时间延长,基径、F_o、潜在光化学效率(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)表现出品种特异性,‘中苜1号’的抗旱性更强。...     

干旱和盐胁迫对鸭茅叶绿素荧光动力学参数的影响

为了研究鸭茅对干旱、盐胁迫的回馈,采用随机区组盆栽试验。试验包括4种相对含水量处理,相对含水量为75%(CK)、55%、35%、20%和3种盐浓度(100,70和35 mmol/L),以相对含水量75%作为对照,研究干旱胁迫和盐胁迫对叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着相对含水量的减少,鸭茅的非光化学荧光淬灭(NPQ)幅度逐渐降低,光化学淬灭系数(qP)逐渐增加;最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)逐渐减少;电子传递速度(ETR)逐渐降低;实际原初光能的捕获效率Y(Ⅱ)降低。但在极度干旱胁迫时,热耗散能力降低,光合作用上升,潜在最大光合效率和潜在光合效率增加,实际原初光能的捕获效率增加;表明在极度干旱的条件下,鸭茅的内部机制会做出相应的反应,来避免恶劣的环境。盐胁迫时,低浓度促进热耗散幅度抑制光合作用,相反高浓度抑制剩余光能的转化和促进光合效率;鸭茅的Fv/Fm先上升后下降,Fv/F0与Fv/Fm有相同的趋势;ETR先上升后减少,原初光能的捕获效率先增加后降低。综合评定,鸭茅受盐胁迫影响大于干旱胁迫。     

干旱胁迫对假俭草叶绿素荧光特性的影响

试验以假俭草(Eremochloa ophiuroides)的Yaan和Common品系为材料,研究了中度干旱(土壤含水量为田间最大持水量的50%)和重度干旱(土壤含水量为田间最大持水量的35%)胁迫对假俭草叶绿素荧光参数及叶绿素含量的影响。结果表明,重度干旱胁迫显著地提高了Yaan和Common叶片中类胡萝卜素含量及Common叶片中叶绿素A和叶绿素B的含量。干旱胁迫显著地降低了供试材料的最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSII最大光化学量子产量(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)及光合量子产额(Yield),而对基础荧光(Fo)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(qN)没有产生显著影响;与对照相比,在Common和Yaan品系中PSⅡ最大光化学量子产量分别下降了15%和5%,说明干旱胁迫会伤害假俭草的光系统Ⅱ。2个品系的叶绿素荧光参数对干旱胁迫的反应存在一定的差异。在重度干旱胁迫下,Common的Fo有上升趋势,而Fm显著降低;Yaan品系Fo呈下降趋势,Fm无显著变化。     

干旱胁迫对4种决明属植物光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以4种决明属植物草决明(Cassia obtusifolia)、望江南(C.occidentalis)、伞房决明(C.corymbosa)、双荚决明(C.bicapsularis)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱、重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对4种决明属植物的叶绿素含量、光合作用参数和叶绿素荧光特性的影响。结果显示,1)干旱胁迫导致4种决明属植物的叶绿素含量下降,望江南的下降幅度最小,说明望江南在水分减少的情况下仍具有较高的光合作用能力,伞房决明的叶绿素含量在3种处理下都趋于最高水平,表明伞房决明光能吸收、转换和传递能力较强;2)干旱胁迫导致4种决明属植物气孔导度(Gs)降低,气孔限制值(Ls)升高,伴随着胞间CO2浓度(Ci)降低,净光合速率(Pn)下降,表明是气孔因素造成的,此后,除草决明外其它3种植物的Ci均升高,Ls均下降,这是非气孔因素造成的;在干旱胁迫下望江南具有较高的光合速率,伞房决明具有相对较高的气孔开放度;3)干旱胁迫导致4种决明属植物的最大荧光(Fm)和光化学效率(Fv/Fm)下降,初始荧光(Fo)上升,表明PSⅡ结构受到破坏或者植物进行了热耗散。光化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)上升,说明干旱胁迫对PSⅡ造成伤害,但其能够有效地避免或减轻因PSⅡ吸收过多光能而引起的光抑制和光氧化。望江南表现的最稳定,说明望江南具有较强的抗旱性。     

夏枯草提取物的抗氧化活性

对夏枯草（Prunella vulgaris）不同溶剂提取物体外抗氧化活性进行评价,为进一步开发利用夏枯草提供参考。采用70%乙醇超声波提取,然后用等体积的乙酸乙酯、正丁醇和水萃取,得到乙酸乙酯、正丁醇和水提取物,并以BHT为对照,研究不同溶剂提取物的抗氧化活性。结果表明,夏枯草提取物具有良好的抗氧化性。不同溶剂提取物及BHT清除DPPH·的能力高低次序为乙酸乙酯提取物＞正丁醇提取物＞BHT＞水提物,清除·OH的能力高低次序为BHT＞乙酸乙酯提取物＞正丁醇提取物＞水提物,清除O-2·的能力高低次序为乙酸乙酯提取物＞水提物＞BHT＞正丁醇提取物,还原力高低次序为BHT＞乙酸乙酯提取物＞正丁醇提取物＞水提物。夏枯草乙酸乙酯提取物具有较强的抗氧化活性。     

不同钠盐胁迫对夏枯草种子萌发特性的影响

为探明夏枯草种子在不同盐胁迫条件下的萌发特性。采用不同钠盐溶液(NaCl,Na₂CO₃,Na₂SO₄,NaCl与Na₂CO₃混和液,NaCl、Na₂CO₃与Na₂SO₄混合溶液)对夏枯草种子进行分别处理,研究不同钠盐胁迫对夏枯草种子发芽率、发芽势、活力指数、鲜重及幼苗根长和苗高的影响。与对照相比,随着不同钠盐溶液浓度的增加,夏枯草种子的发芽率、发芽指数、活力指数、鲜重及幼苗的根长和苗高呈现下降的趋势。夏枯草种子萌发在钠盐处理中表现出低浓度促进、高浓度抑制的特点,一定的低盐浓度处理下的夏枯草种子萌发指标甚至高于对照。夏枯草种子对不同钠盐胁迫的耐受性不同,不同钠盐对种子萌发的抑制程度高低顺序为Na₂SO₄＜NaCl＜混合盐(NaCl+Na₂CO₃)＜混合盐(NaCl+Na₂CO₃+Na₂SO₄)＜Na₂CO₃。     

高温胁迫下苜蓿抗氧化系统及叶绿素含量对草酸的响应

在40℃高温胁迫条件下,对经5 mmol/L草酸处理后的苜蓿叶片细胞膜透性、叶绿素含量和抗氧化系统进行研究.与对照相比,处理组苜蓿Medicago sativa叶片的细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量降低,叶绿素含量和过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)等抗氧化系统的活性增强,表明草酸提高了苜蓿的耐热性.     

高温对金荞麦光合气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以8个野生金荞麦(Fagopyrum dibotrys)种质为试材,在室内模拟35和45℃高温胁迫,测定了各种质气体交换和叶绿素荧光参数,探讨金荞麦对高温胁迫的光合适应机制,并在利用主成分分析和隶属函数法综合考虑各综合指标权重的基础上,评价种质间耐热性强弱。随着高温胁迫强度的增加,各金荞麦种质的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光量子产量(Yield)和光化学猝灭系数(qP)等参数均逐渐降低;叶片非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则先增加后降低(JQ4、JQ5和JQ7)或一直增加(JQ1、JQ2、JQ3、JQ6和JQ8)。利用主成分分析将9个单项指标转换为相互独立的两个综合指标(第一、二主成分),其权重分别为0.816和0.184。隶属函数法综合评价出8个金荞麦种质耐热性顺序分别为JQ6JQ2JQ3JQ1JQ8JQ4JQ5JQ7。为抵御高温,耐热性强的金荞麦种质通过调节气孔导度,减小蒸腾速率,提高水分利用率,并将过剩的激发能以热的形式耗散掉,以保护光合机构。     

三种外源物质对低温胁迫下柱花草生理与荧光特性的影响

The aim of this study was to determine whether spraying Stylosanthes guianensis plants with exogenous substances could improve their performance under low-temperature conditions. Abscisic acid,chitosan,and salicylic acid at different concentrations were sprayed onto 50-day-old S. guianensis plants, and their effects on the physiological indexes and chlorophyll fluorescence characteristics of leaves under low-temperature conditions were determined. The low-temperature treatment was applied to plants in a growth chamber,and consisted of 7 days of cold temperature（8 °C/5 °C days/nights）followed by 2 days of normal temperature （28 °C/25 °C days/nights） for recovery. It was found that spraying S. guianensis plants with exogenous substances at different concentrations significantly increased the photosynthetic pigment content,antioxidant enzyme activity,and soluble protein content of the leaves under low temperature;And significantly decreased the chilling injury index,relative conductivity,and malondialdehyde content. After 2 days of recovery at normal temperature,all indexes were restored to their respective pre-chilling levels. Compared with the control plants,those sprayed with 300 mg·L–1 chitosan,0.4 mmol·L–1 salicylic acid,or 10 mg·L–1 abscisic acid showed significantly increased values of Fv/Fm,φE0,and PIABS （by 80.88%-122.57%, 119.87%-170.53% and 271.77%-580.49%, respectively） and significantly decreased φD0 （by 26.39%-37.10%）. Based on a multivariate evaluation using a membership function analysis,the optimal concentrations of chitosan,abscisic acid,and salicylic acid to improve the low-temperature tolerance of S. guianensis are 300 mg·L–1,10 mg·L–1,and 0.4 mmol·L–1,respectively. Among the three exogenous substances,chitosan （at 300 mg·L–1） significantly increased the chlorophyll content and the activity of photosystem II,reduced heat dissipation,and was most effective in alleviating low-temperature damage to S. guianensis. © 2023 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.