辣子草水浸提液对蚕豆幼苗生长和光合特性的化感效应

为了深入探讨辣子草的化感作用机制,本研究采用盆栽试验,研究了辣子草水浸提液对蚕豆幼苗生长和光合特性的影响。结果表明:辣子草水浸提液对蚕豆幼苗叶面积影响较小,但对地上部分的高度和生物量积累具有显著的抑制效应,不同处理之间浓度效应不明显。在辣子草水浸提液作用下,蚕豆幼苗叶片的叶绿素含量、实际光化学效率(ΦPsⅡ)以及最大光化学效率(Fv_/F_m)和蒸腾速率(T_r)等与对照无显著差异,但净光合速率(P_n)随着处理浓度的增加而降低,表现出显著的浓度依赖效应,但随着处理时间进一步延长,浓度依赖效应逐渐减弱。本研究结果揭示辣子草水浸提液对光能吸收、电子传递等光反应过程影响不明显,主要是通过影响CO_2同化能力而减少积累有机物质,导致植物生长受阻。     

土荆芥挥发油诱导玉米保卫细胞Caspase依赖性凋亡及信号调节

【目的】探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)挥发油对粮食作物玉米(Zea mays L.)保卫细胞的化感效应及其作用机制。【方法】以玉米叶片下表皮保卫细胞为对象,研究了土荆芥挥发油的毒性作用。【结果】经挥发油处理后保卫细胞核形态变化,细胞活性显著降低,细胞核畸变率和死亡率随处理剂量或时间的增加而显著升高(P0.05)。保卫细胞经TUNEL检测呈阳性,与土荆芥挥发油单独作用相比,挥发油和泛Caspase抑制剂Z-VAD-FMK共同作用后细胞活性显著升高,表明土荆芥挥发油诱导玉米保卫细胞出现了Caspase依赖性的细胞凋亡;Ca~(2+)通道抑制剂LaCl_3、Ca~(2+)螯合剂EGTA、硝酸还原酶抑制剂NaN_3、NO合成酶抑制剂L-NAME、活性氧清除剂AsA或过氧化氢酶CAT等可缓解土荆芥挥发油的细胞毒性。【结论】土荆芥挥发油对玉米保卫细胞有显著的细胞毒性,诱导保卫细胞发生Caspase依赖性的细胞凋亡,NO、ROS和Ca~(2+)等信号分子参与了土荆芥挥发油诱导玉米保卫细胞凋亡的信号调节过程。     

铝诱导蚕豆气孔保卫细胞凋亡研究

植物叶表面的气孔保卫细胞是研究信号转导的模式实验系统,对环境变化反应灵敏而准确,采用蚕豆叶面气孔保卫细胞,研究了铝(AlCl3)对细胞的毒性效应.结果表明,在1～10mmol·L-1范围内,AlCl3可使气孔保卫细胞活性降低,部分细胞死亡,且随着浓度的增高细胞死亡率增高;死细胞呈现核固缩、核降解、凋亡小体等典型凋亡特征.凋亡抑制剂z-Asp-CH2-DCB或TLCK与AlCl3共同作用时,保卫细胞死亡率显著降低;一定浓度的抗坏血酸(AsA)或过氧化氢酶(CAT)以及Ca2+螫合剂乙二醇四乙酸酯(EGTA)或Ca2+通道抑制剂LaCl3与AlCl2共同作用时,细胞死亡率降低.研究结果表明,铝诱导的蚕豆保卫细胞死亡可能是一种细咆凋亡过程,由胁迫诱发的活性氧介导,通过激活质膜钙通道,引起胞内Ca2+水平改变,进而介导细胞凋亡.     

入侵植物辣子草对油菜幼苗抗氧化系统的化感效应

采用培养皿滤纸法研究了辣子草（Galinsoga parviflora Cav．）根、茎、叶的水浸提液对油菜幼苗抗氧化系统的化感潜力。结果表明,在辣子草水漫提液作用下,油菜幼苗体内超氧歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性有显著改变,膜脂过氧化加强,丙二醛（MDA）含量升高,随着水浸提液的作用时间延长,油菜叶片内的SOD活性和MDA含量表现为先升高后降低的趋势,POD活性的变化则是先下降后略有升高。不同器官的辣子草水浸提液对油菜幼苗的抗氧化系统的化感作用效应不同,其中叶的化感效应最强,分别为根和茎的1．15和1．20倍。     

空心莲子草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响

【目的】探讨空心莲子草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂的影响,为研究空心莲子草的化感作用机制提供参考。【方法】用蒸馏水（CK）、0.025、0.050、0.075和0.1000 mg/mL空心莲子草地下部分及地上部分的水浸提液分别对蚕豆根尖进行处理,观察不同处理蚕豆根尖细胞有丝分裂的变化。【结果】与对照相比,随着空心莲子草水浸提液剂量的增加和作用时间的延长,其对蚕豆根尖细胞有丝分裂的抑制作用不断加强;空心莲子草地上部分水浸提液的抑制作用较地下部分更强。在胁迫72 h后,0.100 mg/mL空心莲子草地上部分水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂的抑制作用最强,有丝分裂指数仅1.14%。经空心莲子草水浸提液处理后,蚕豆根尖细胞细胞核出现异常,部分细胞出现微核,在0-48 h内,随着处理时间的延长,细胞微核率呈上升趋势;此外,蚕豆根尖细胞出现多种染色体畸变,如微核、染色体断片、滞后染色体、染色体桥等。【结论】空心莲子草水溶性化感物质对受体植物的遗传物质具有一定的遗传损伤效应。     

水杨酸对蚕豆保卫细胞气孔运动及质膜内向K+电流的影响

【目的】研究逆境信号水杨酸(SA)刺激条件下,蚕豆气孔保卫细胞中H2O2的产生及其对气孔运动的影响。【方法】以蚕豆为材料,利用表皮条生物分析、膜片钳等方法研究SA诱导蚕豆气孔关闭过程中质膜内向K+电流的变化。【结果】SA可以浓度依赖的方式诱导蚕豆叶片的气孔关闭。质膜NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)可削弱SA作用的45%~60%。借助膜片钳手段记录SA处理条件下全细胞内向K+电流的变化,胞外0.1mmol/L SA处理后20 min可抑制内向K+电流的70%左右。电极液中10μmol/L DPI作用20 min可逆转SA抑制全细胞内向K+电流的46%左右。【结论】SA诱导的气孔关闭可能与H2O2的产生有关,DPI逆转SA对保卫细胞内向K+电流的抑制作用暗示,H2O2可能通过抑制质膜内向K+电流而介导SA诱导的气孔关闭过程。     

麻风树叶水浸提液对蚕豆根尖细胞的遗传毒性

麻风树是重要的生物柴油树种。为了评估种植麻风树的潜在生态风险,应用蚕豆根尖微核技术,研究了麻风树叶水浸提液的遗传毒性。结果表明:麻风树叶水浸提液诱导了染色体畸变,导致畸变率和微核率显著高于对照;较低浓度的麻风树叶水浸提液促进蚕豆根尖细胞有丝分裂,进而促进根的生长,而较高浓度的叶水浸提液抑制根尖细胞的有丝分裂和根的生长。     

绿肥作物水浸提液对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

以糯玉米品种‘申科糯602’为材料,基于室内发芽试验,研究了油菜、紫云英、蚕豆和豌豆4种绿肥作物地上器官(茎、叶、花)水浸提液对玉米种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明:4种绿肥作物不同地上器官水浸提液在不同浓度下对玉米种子发芽和幼苗生长产生不同的化感效应,整体呈现为“低促高抑”的化感规律,即低浓度促进玉米种子发芽和幼苗生长,高浓度抑制玉米种子发芽和幼苗生长,且随水浸提液浓度的增加抑制效应增强。从化感指数和综合敏感指数来看,在质量浓度为12.5 g∕L和25.0 g∕L时,蚕豆花水浸提液促进玉米幼苗的生长,而其茎、叶水浸提液与其他3种绿肥作物的地上器官水浸提液则抑制玉米幼苗的生长。     

入侵植物三裂叶豚草化感作用的研究

【目的】分析三裂叶豚草(Ambrosia trifida L.)茎叶水浸提液的遗传毒性,及其对白菜(Brassica chinensis L.)、油菜(Brassica napus L.)种子萌发及幼苗生长的影响,探讨三裂叶豚草潜在的化感效应。【方法】采用发芽盒滤纸法,以蒸馏水为对照,分析不同质量浓度(0.025、0.050、0.075、0.100 g·mL^-1)三裂叶豚草水浸提液处理下白菜和油菜种子萌发、幼苗生长相关指标的变化;通过蚕豆根尖微核试验探讨三裂叶豚草水浸提液的遗传毒性。【结果】不同质量浓度的三裂叶豚草水浸提液对白菜和油菜的种子萌发主要表现为化感抑制作用;对白菜和油菜幼苗的主根长表现出“低促高抑”的浓度效应,在0.025 g·mL^-1质量浓度下促进作用最强,在0.100 g·mL^-1质量浓度下抑制作用最强,对白菜和油菜幼苗的株高和植株鲜重则呈现出促进作用;在光合色素含量方面,白菜和油菜幼苗叶片的光合色素含量随三裂叶豚草水浸提液质量浓度的增加,整体呈现出升高的趋势。蚕豆根尖微核试验结果表明,经三裂叶豚草水浸提液...     

红小豆不同组织及根际土壤水浸提液对小麦幼苗生长的影响

以小麦幼苗为受体作物,采用培养钵沙培法,研究不同质量浓度(0、10、40、160 g/L)红小豆根、茎、叶、根际土壤水浸提液对小麦幼苗生长的化感差异,为构建高效合理的红小豆—小麦轮作模式提供科学依据。结果表明,红小豆不同组织及根际土壤水浸提液对小麦幼苗生长的影响因化感物质的来源部位不同而存在差异。根水浸提液对小麦幼苗株高、幼叶长均表现出低质量浓度促进、高质量浓度抑制的作用,对小麦幼苗根长、侧根数及地下部干质量均表现为低质量浓度抑制、高质量浓度促进的作用;根际土壤、茎、叶水浸提液均对小麦幼苗株高、幼叶长具有抑制作用,并随质量浓度增加抑制作用逐渐加强;根际土壤、茎、叶水浸提液对小麦幼苗侧根数表现出低质量浓度抑制、高质量浓度促进的作用,茎水浸提液对小麦幼苗根长表现出低质量浓度促进、高质量浓度抑制的作用,而根际土壤水浸提液对小麦幼苗根长表现出促进效应。在水浸提液质量浓度较低(10、40 g/L)时,红小豆根、根际土壤水浸提液提高了小麦幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性和叶绿素含量,降低了幼苗的丙二醛(MDA)含量和根系活力;在水浸提液质量浓度较高(160 g/L)时,红小豆茎、叶水浸提液显著降低了小麦幼苗的叶绿素含量,显著升高了小麦幼苗叶片的SOD活性、过氧化物酶(POD)活性。红小豆不同组织及根际土壤水浸提液对小麦幼苗的化感综合效应表现为叶茎土根。     

土荆芥腐解液对蚕豆幼苗光合特性和保卫细胞活性的影响

[目的]探讨土荆芥腐解液对蚕豆幼苗光合特性和保卫细胞活性的影响,为揭示土荆芥的入侵机制提供理论依据.[方法]采用表皮条分析法和盆栽试验,分析土荆芥腐解液作用下蚕豆幼苗株高、地上部鲜重和干重、叶面积、实际光化学效率(ΦPsⅡ)和最大光化学效率(Fv/Fm)等指标的变化情况,并检测保卫细胞的活性及细胞核异常率.[结果]土荆芥腐解液处理蚕豆幼苗的叶面积变化不明显,但地上部生物量和株高显著下降(P<0.05,下同),且具有时间和浓度依赖性;土荆芥腐解液处理蚕豆叶片的叶绿素荧光参数Fv/Fm和ΦPsⅡ均发生不同程度变化,但与对照(CK)均无显著差异(P>0.05).在土荆芥腐解液的作用下,蚕豆叶片的保卫细胞活性降低,细胞核出现错位、固缩、拉长或降解等畸变特征;随腐解液浓度的增加,保卫细胞死亡率及细胞核畸变率显著升高.[结论]土荆芥腐解液对蚕豆幼苗的光反应影响不明显,但其较强的细胞毒性能引起叶片气孔保卫细胞发生畸变,活性降低,进而导致幼苗气孔运动受阻,吸收CO2的能力下降,光合效率降低而影响幼苗生长发育.     

青藏高原地区马铃薯主栽品种水浸提液的化感抑草作用

【目的】马铃薯田杂草危害给马铃薯生产带来巨大损失。为探索青藏高原地区马铃薯主栽品种的化感抑草潜力,研究青藏高原地区马铃薯主栽品种青薯9号和175号不同器官的化感抑草作用。【方法】以野燕麦(Avena fauta L.)和自生油菜(Brassica napus L)为受体,采用滤纸片生测法,分别测定铃薯青薯9号和175号根、茎、叶部分5个质量浓度水浸提液(6.3,12.5,25,50,100 g/L)的化感抑草作用。【结果】当水浸提液浓度大于25 g/L时,2种马铃薯不同器官水浸提液对受体植物种子萌发和幼苗生长的化感作用明显,总体表现出随着水浸提液浓度的升高而增强的趋势。2种马铃薯不同器官水浸提液对自生油菜的化感作用强于野燕麦,且对受体植物根长的化感作用强于芽长和鲜质量。当水浸提液浓度为100 g/L时,水浸提液对自生油菜种子萌发和幼苗生长的化感指数RI为-1.00,完全抑制自生油菜的种子萌发和幼苗生长。【结论】总体而言,175号化感作用强于青薯9号。就不同器官而言,175号叶部分和青薯9号茎部分化感作用较强。研究结果将为应用马铃薯化感物质进行生防除草剂及其先导化合物的开发提供理论基础。     

SO2诱导拟南芥气孔保卫细胞致死效应研究

以拟南芥叶片下表皮为材料,研究了SO2体内衍生物--亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液(3:1,mmol·L-1/mmol·L-1)对气孔保卫细胞的致死作用.结果表明,浓度0.5～4.5 mmol·L-1的SO2衍生物处理表皮3 h可引起保卫细胞死亡,细胞死亡率呈浓度依赖性增高.抗坏血酸(AsA)或过氧化氢酶(CAT)与SO2衍生物共同作用时,保卫细胞死亡率显著降低.Ca2+螯合剂乙二醇双四乙酸(EGTA)或Ca2+通道抑制剂LaCl3与SO2衍生物共同作用时,保卫细胞死亡率亦显著降低.研究发现,一定浓度的SO2可诱导拟南芥保卫细胞死亡,胁迫可能通过诱导活性氧、激活质膜钙通道,造成胞外Ca2+内流,引发细胞死亡.     

银胶菊不同组织部位对黄瓜化感作用初步研究

运用室内培养皿生物测定法,对银胶菊化感作用研究,发现茎、叶、花水浸提液对黄瓜根长、芽长有抑制作用,抑制强度随处理浓度的增大而加强,在浓度为200 g/L时,叶、花水浸提液的根长抑制率和芽长抑制率均达到100.0%,芽长抑制强度随根水浸提液处理浓度的增大而减弱。根、茎、叶、花水浸提液能降低黄瓜的根系活力,提高丙二醛含量,表明不同组织部位水浸提液对黄瓜造成了伤害。     

水芹水浸提液对小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

[目的]研究水芹水浸提液对小球藻生长及其抗氧化酶活性的影响。[方法]采用小球藻在不同浓度的水芹水浸提液中纯培养的方法,测定小球藻生长速率、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、·O2-产生速率及丙二醛（MDA）含量的变化。[结果]10g/L水芹水浸提液处理下,SOD和POD活性逐步上升,至试验结束时都维持在较高的水平,·O2-产生速率和MDA含量与对照间无显著差异;20～50g/L水芹水浸提液处理,藻细胞的SOD、POD活性、·O2-产生速率及MDA含量均呈先升高后降低的趋势,并且有浓度效应。[结论]水芹水浸提液对小球藻具有化感效应。10g/L水芹水浸提液对小球藻的生长具有明显的促进效应,20～50g/L水芹水浸提液对小球藻有明显的克生作用。     

橡胶叶水浸提液对3种蔬菜作物的化感潜力

采用培养皿滤纸法测定不同浓度橡胶叶水浸提液对番茄、生菜和萝卜3种蔬菜作物的化感潜力,以进一步理解橡胶树的化感作用.结果表明,在低浓度(≤50 g/L)下,橡胶叶水浸提液对3种作物的种子发芽势、发芽率、发芽指数、、活力指数表现为促进作用或者较弱的抑制作用.随着浓度的增加,促进作用开始减弱,而抑制作用不断增强.特别是在高浓度(200 g/L)下,橡胶叶水浸提液对3种蔬菜作物种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数表现出强烈的抑制作用;随着水浸提液浓度的增加,番茄、生菜种子的平均发芽时间不断延长,而萝卜种子的平均发芽时间先是缩短,而后延长;随着浓度的增加,橡胶叶水浸提液对番茄、生菜、萝卜幼苗根长的抑制作用不断增强;当橡胶叶水浸提液为0～100 g/L时,对番茄、生菜、萝卜幼苗苗高的促进作用逐渐增强,但在200 g/L时,对番茄、生菜的促进作用明显减弱,而对萝卜幼苗苗高表现为抑制作用.当橡胶叶水浸提液为200 g/L时,番茄、生菜、萝卜的综合化感效应指数分别为-0.125、0.081、-0.304,据此推断,3种蔬菜作物对橡胶叶水浸提液的化感敏感性大小依次为萝卜＞番茄＞生菜.     

过氧化氢诱导蚕豆气孔保卫细胞一氧化氮的产生

过氧化氢(H2O2)和一氧化氮(NO)已被证明是植物中的信号分子,生物和非生物胁迫都可以导致H2O2和NO的产生.以蚕豆下表皮为材料,通过表皮条生物分析方法和激光扫描共聚显微镜显微技术,检测了H2O2诱导蚕豆气孔关闭过程中NO的产生.H2O2以浓度依赖的方式诱导气孔关闭,NO也有类似的作用.100 μmol/L H2O2诱导的气孔关闭作用可明显地被25 μmol/L一氧化氮合酶(L-NAME)专一性抑制剂或200 μmol/L一氧化氮清除剂(cPTIO)逆转.但L-NAME和cPTIO单独处理时对气孔开度几乎无影响.表皮条经100 μmol/L H2O2处理,再用NO分子探针乙酰乙酸盐-4,5-二氨基荧光黄(DAF-2 DA)孵育后,与对照相比,保卫细胞胞质中荧光强度明显增加.结果表明NO可能参与H2O2诱导的气孔关闭,保卫细胞中H2O2可能是通过NOS途径诱导NO的产生,而且H2O2可能作为上游信号分子诱导NO的产生.     

引种新疆的加拿大一枝黄花对番茄的化感影响

采用海绵烧杯贴壁法,对引种新疆的加拿大一枝黄花化感活性进行研究。结果表明,茎水浸提液质量浓度为50~100 g/L时,对番茄种子萌发、幼苗株高和根长均有显著抑制作用;而叶和花序部位水浸提液的各个质量浓度范围（25~100 g/L）对番茄种子的萌发和幼苗生长均有强烈抑制作用,且抑制作用随浸提液质量浓度的升高而显著增强,叶和花序水浸提液为100 g/L时,对番茄种子萌发和幼苗株高和根系发育的抑制作用达到100%;加拿大一枝黄花叶和花序的水浸提液对番茄种子萌发和幼苗生长的抑制作用大于茎。研究结果显示引种新疆的加拿大一枝黄花对番茄的化感作用显著强于浙江地区。     

甜叶菊水浸液处理蚕豆根尖细胞的抗畸变效应

[目的]探究甜叶菊水浸液对蚕豆根尖细胞有无毒害或抗致畸作用,为甜叶菊作为饮品开发提供参考依据。[方法]利用微核检验技术,测试蚕豆根尖细胞染色体在N1甜-叶菊水浸液、CK＋-烟草水浸液、N2烟-草和茶混合水浸液以及N3烟-草、甜叶菊混合水浸液处理下的微核发生率。[结果]N1组的微核发生率与阴性对照差异不显著;N2组的微核抑制率达到81.09%;N3组的微核抑制率达到66.04%。[结论]甜叶菊水浸液对蚕豆根尖细胞无毒害;甜叶菊水浸液可明显降低烟毒所致的蚕豆根尖细胞微核发生率;甜叶菊水浸液对烟毒所致的蚕豆根尖细胞微核发生率抑制效果低于茶叶水浸液。     

潞党参对环磷酰胺诱导蚕豆根尖的抗突变作用

为明确潞党参的抗突变作用,采用不同质量浓度(0.01、0.05、0.10、0.15、0.20 g/mL)潞党参水提液对30 mg/L环磷酰胺诱导的蚕豆根尖进行恢复培养,统计其微核数,并测定还原糖含量、根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。结果表明,与阳性对照(30 mg/L环磷酰胺处理后蒸馏水恢复培养)相比,不同质量浓度潞党参均可降低30 mg/L环磷酰胺处理下蚕豆根尖的微核率,增加根尖还原糖含量,增强根系活力,提高SOD活性并降低MDA含量。当潞党参质量浓度为0.05 g/mL时,蚕豆根尖的微核抑制率为35.41%,还原糖含量最高,为2.81%,根系活力最高,为120.73μg/(g·h),SOD活性最高,为88.44 U/g,MDA含量最低,为13.75 nmol/g。因此,潞党参对30 mg/L环磷酰胺诱导蚕豆根尖细胞损伤有一定的抗突变作用,且以质量浓度为0.05 g/mL时效果最好。