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。     

NO对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响

以4℃模拟低温胁迫状况,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对低温胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,低温胁迫下,玉米种子萌发和幼苗生长受到抑制,叶片丙二醛（MDA）含量和相对电导率显著上升,叶片相对含水量、脯氨酸含量和叶绿素含量显著降低。不同浓度的SNP均能显著提高低温胁迫下玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数;促进低温胁迫下玉米幼苗的生长;抑制低温胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,增加相对含水量、脯氨酸含量和叶绿素含量。表明外源NO可缓解低温胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长的抑制作用,缓解低温胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤,提高植物抗低温胁迫的能力。在SNP不同的使用浓度中,以100μmol·L-1SNP对低温胁迫的缓解效果最佳,当SNP浓度过低和过高时均达不到理想的效果。     

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。     

外源水杨酸对黑麦草幼苗盐胁迫的缓解效应研究

系统分析了黑麦草幼苗在0.2、0.4、0.6和0.8 mmol L-1水杨酸分别与150 mmol L-1 Na Cl盐胁迫复合作用下的生长指标与生理生化指标特征,探究了外源水杨酸对黑麦草幼苗盐胁迫的缓解效应。结果表明:施加不同浓度的外源水杨酸均能够显著缓解盐分对黑麦草幼苗的胁迫效应,盐胁迫下施加外源水杨酸,可使得黑麦草幼苗株高,地上、地下部分鲜重和干重均相对增加;加强了植物体内抗氧化酶系统,表现为超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性显著提高;减弱了细胞膜脂过氧化作用并降低了质膜破坏程度,表现为细胞质膜透性和丙二醛含量均显著降低。0.6 mmol L-1是所设置的浓度梯度中最佳的水杨酸施用浓度;与单独150 mmol L-1 Na Cl盐胁迫相比,黑麦草幼苗株高增加43.38%,地上部分鲜、干重分别增加37.92%和31.36%,地下部分鲜、干重分别增加25.46%和15.32%;胁迫处理第3天,SOD活性增加17.20%,第9天,丙二醛(MDA)含量降低27.60%。     

外源油菜素内酯对番茄铜胁迫的缓解效应

采用营养液水培的方法,以改良毛粉802F1 番茄为材料,研究外源2,4表油菜素内酯（2,4EBR,简称EBR）对铜胁迫下番茄抗氧化酶系统及生长发育的影响。结果表明:与铜胁迫处理相比,外源EBR处理能显著激活铜胁迫下抗氧化酶系统［过氧化物酶（POD）、超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）］和根系活力,使丙二醛含量明显降低,叶绿素含量和生物量显著升高;铜胁迫显著提高了番茄铜含量（尤其是根系）,而外施EBR能够显著降低铜胁迫下番茄叶片和根系铜的含量,提高带有相同电荷的竞争性离子Fe、Zn、Mn含量,利于养分平衡,维持番茄正常的生长代谢。     

硝普钠对黄瓜幼苗缺镁和硝酸盐胁迫的缓解效应

【目的】设施栽培中土壤次生盐渍化严重,导致植株出现缺镁失绿症状。通过研究硝酸盐胁迫下外源NO供体(硝普钠,SNP)对缺镁黄瓜幼苗生长的影响,探究硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫缓解效应,为解决设施生产中黄瓜幼苗的缺镁失绿症状提供理论指导。【方法】采用水培的方式培养黄瓜幼苗,幼苗长至三叶一心时进行处理。营养液采用山崎配方,镁离子浓度设两个水平为2 mmol/L(正常浓度)和1 mmol/L(缺镁胁迫);硝酸盐浓度设两个水平为14 mmol/L(正常浓度)和140 mmol/L(硝酸盐胁迫);硝酸盐和镁正常浓度为对照。用0.1mmol/L SNP分别缓解缺镁胁迫、硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫,用0.1 mmol/L SF(铁氰化钠)处理,观察SNP反应产物的影响;NO-3由Ca(NO3)2·4H2O和KNO3提供,各占1/2,p H由H2SO4调节,保持在5.5 6.5。【结果】1)缺镁胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。缺镁处理的黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性与正常处理的黄瓜幼苗相比明显降低。2)硝酸盐胁迫下,黄瓜幼苗株高和叶面积增加值、干物质增长量、黄瓜幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光及抗氧化酶活性较正常处理的黄瓜幼苗显著降低;电解质渗漏率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量较正常处理的黄瓜幼苗显著升高。3)缺镁和硝酸盐双重胁迫下,黄瓜幼苗的相关生长指标和抗逆指标较正常处理的黄瓜幼苗降低或增大更为显著。4)缺镁胁迫,硝酸盐胁迫以及缺镁和硝酸盐双重胁迫下,外施0.1 mmol/L SNP处理的黄瓜幼苗,株高和叶面积增加值、干物质增长量、幼苗根茎叶中镁离子含量、叶片光合色素含量、光合特性指标、叶绿素荧光、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性较未添加SNP处理的黄瓜幼苗显著提高,电解质渗漏率和丙二醛含量则明显降低。外施0.1 mmol/L SF则没有表现出明显的作用。【结论】硝酸盐胁迫下缺镁黄瓜幼苗生长受到明显抑制,出现失绿症状,通过添加0.1 mmol/L SNP,黄瓜幼苗的生长抑制得到明显缓解,说明在硝酸盐胁迫下外源NO对缺镁黄瓜幼苗的胁迫有显著缓解作用,增强黄瓜幼苗的耐盐性和对镁的吸收能力。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗活性氧代谢的影响

研究了在100 mmol/L NaCl胁迫下,外源NO供体硝普钠（SNP）处理对耐盐性不同的2个番茄品种（沪番‘1480’和沪番‘2496’）幼苗叶片活性氧（ROS）水平和保护酶活性的影响。结果表明,外源NO提高了盐胁迫下SOD、POD、CAT和APX活性,AsA和GSH含量以及脯氨酸和可溶性糖含量,降低了MDA含量和O2- 产生速率;与耐盐品种‘1480’相比,NO处理对盐敏感品种‘2496’效果更明显。表明外源NO通过促进盐胁迫下保护酶活性、抗氧化剂和渗透调节物质的提高,降低ROS水平,缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用,增强植株的耐盐能力。     

外源NO对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和抗氧化系统的影响

本研究以黄瓜为试材,采用营养液水培,研究了外源NO对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和抗氧化酶系的影响.结果显示,在70mmol·L-1的Ca(NO3)2胁迫下,植株生长受到抑制,干重和叶绿素含量显著下降,叶片和根系抗氧化酶SOD、POD、CAT和APX活性均升高,膜脂过氧化产物MDA及可溶性 蛋白含量增加.而叶面喷施NO供体SNP显著缓解了Ca(NO3)2胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,植株干重显著增加.同时,抗氧化酶活性、可溶性蛋白和叶绿素含量也有不同程度的上升,MDA含量显著下降.以上表明,NO能够增强黄瓜幼苗对Ca(NO3)2胁迫的耐性.喷施SNP对正常营养液培养的黄瓜幼苗无显著影响.     

外源NO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及相关物质含量的影响

在100 mmol/LNaCI胁迫下,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)处理对番茄幼苗离子、多胺和ABA含量的影响.结果表明,外源NO显著提高了盐胁迫下番茄幼苗生长、植株体内K 含量、K /Na 值,显著降低了Na 含量;外源NO使精胺(Spin)、亚精胺(Spd)、多胺(Pas)含量、(Spd Spm)/Put(腐胺)值和ABA含量在整个胁迫过程中均明显增加,Put在整个胁迫过程中增加但不显著,Put/Pas值在胁迫4～8 d之间显著下降,O～4 d之间无明显变化.以上结果表明,外源NO处理可提高番茄幼苗对盐胁迫逆境的适应能力,降低盐胁迫对番茄幼苗生长和正常生理活动的抑制作用,从而提高植物的耐盐性.     

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.     

La(NO3)3 对盐胁迫下黑麦草幼苗生长及抗逆生理特性的影响

为探讨稀土元素镧(La)对牧草盐胁迫伤害的缓解作用, 采用水培法研究了叶面喷施20 mg·L^-1La(NO₃)₃ 对NaCl 胁迫下黑麦草幼苗生长及其抗逆生理特性的影响。结果表明: 盐胁迫显著抑制黑麦草幼苗的生长, 提高叶片电解质渗漏率及丙二醛(MDA)、O₂^- 和H₂O₂ 含量, 其作用随盐浓度的增大而增强。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、可溶性蛋白质、脯氨酸含量随盐浓度增大呈先升后降趋势, 可溶性糖和Na⁺/K⁺比逐渐增大, 质膜H⁺-ATP 酶活性逐渐降低, 过氧化物酶(POD)活性及POD 同功酶数量表达增强。喷施La(NO₃)₃ 处理可降低盐胁迫下黑麦草幼苗叶片的O₂^- 和H₂O₂ 含量, 提高SOD、CAT、POD、APX 和质膜H⁺-ATP 酶的活性及POD 同功酶的表达, 使AsA、GSH、可溶性蛋白质、可溶性糖和游离脯氨酸含量及幼苗生物量增加, Na⁺/K⁺比降低。表明La(NO₃)₃ 可通过提高抗氧化系统的活性和积累渗透溶质减轻盐胁迫伤害, 从而提高黑麦草的耐盐性。     

外源H2O2对镉胁迫下酸枣幼苗生长及生理特性的缓解效应

通过温室盆栽土培试验,研究不同浓度(0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1,0.3 mmol/L)的外源H_2O_2处理对0.05 mmol/L Cd胁迫下酸枣幼苗生长、光合系统和荧光特性等的影响。结果表明:(1)Cd胁迫下,酸枣幼苗生长受到抑制,经H_2O_2处理后,酸枣幼苗对镉抗性系数、光合绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均升高,过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量和胞间CO_2浓度(C_i)则出现不同程度的下降;(2)低浓度H_2O_2(≤0.08 mmol/L)处理后,酸枣叶片和根系内抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)]活性增强,叶片内1,5—二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)、1,1—二磷酸景天庚酮糖酯酶(SBPase)和1,6—二磷酸果糖醛缩酶(FBAase)活性最高显著上升38.24%,42.15%,84.08%,但转酮醇酶(TKase)活性无显著变化;(3)酸枣叶片内PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和吸收光能用于光化学反应的份额(P)在H_2O_2处理下最大分别提高37.52%,135.95%,53.10%和98.36%,PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散Y(NPQ)、非调节性能量耗散Y(NO)、吸收光能用于天线热耗散的份额(D)、PSⅡ反应中心非光化学耗散的份额(E_x)和双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)分别降低34.13%,35.15%,30.26%,35.52,32.30%和53.43%,缓解效果显著,但随着外源H_2O_2喷施浓度的增加,缓解效应有下降趋势。综合分析发现,H_2O_2对酸枣镉毒的缓解作用与其改善酸枣光合作用、维持抗氧化系统高活性和提高PSⅡ光化学效率等多种生理过程有关。其中以0.08 mmol/L H_2O_2提高酸枣的修复效率最佳,可作为植物修复的强化措施。     

产CO2气肥残余物对番茄产量和品质的影响

为通过田间试验,研究和比较了商品有机肥和产CO_2气肥残余物对番茄生长和品质的影响。试验结果表明,施用商品有机肥和产CO_2气肥残余物均可促进番茄产量的增加,分别较CK处理增加了24.02%和28.59%,但二者之间没有达到显著性差异;通过对各处理中番茄品质指标的结果分析,可以得知,产CO_2气肥残余物显著降底了番茄坏果率,比有机肥和CK处理分别降低了18.18%和33.33%。产CO_2气肥残余物促进了番茄可溶性糖和维生素C含量的提升。由此可知,产CO_2气肥残余物较商品有机肥,可以增加番茄产量、显著降低番茄果实坏果率并改善番茄果实的品质。     

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。     

不同铵硝配比对弱光下白菜氮素吸收及相关酶的影响

以黑色遮阳网覆盖模仿弱光环境, 使光照强度为自然光的20%左右, 以自然光照为对照, 采用精确控制水培溶液氮素营养, 研究NH₄⁺-N/NO₃^--N 比例分别为0/100、25/75、50/50、75/25、100/0 对弱光下白菜氮代谢及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明, 弱光下, 白菜的鲜重及叶片总氮量以NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为25/75 时最大, NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为100/0 时最低。随弱光处理的进行, 白菜叶片中硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性均呈下降趋势, 但NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为25/75 时, 可维持叶片内较高的硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性。试验表明, NH₄⁺-N/NO₃^--N 比25/75 是白菜在弱光下生长的较适宜氮素形态配比。     

日本氮素的循环和流向以及减少N2O散发和NO3-污染的对策

To feed an increasing population, large amounts of chemical nitrogen fertilizer have been used to produce much of our food, feed and fiber thereby increasing nitrogen levels in soils, natural waters, crop residues, livestock wastes, and municipal and agricultural wastes, with national and international concern about its potential adverse effects on environmental quality and public health. To understand these phenomena and problems, first the nitrogen cycle and the environment are described. Then recent trends for nitrogen cycling through the food and feed system, N₂O emissions from fertilized upland and paddy soils, and NO₃^- pollution in ground water in Japan are reported. Finally, mitigation strategies in Japan for reducing N₂O emission and NO₃^- pollution are proposed, including nitrification inhibitors, controlled release fertilizers, utilization of plant species that could suppress nitrification, utilizing the toposequence, government policy, and appropriate agricultural practices. Of all the technologies presented, use of nitrification inhibitors and controlled release fertilizers are deemed the most important with further development of these aspects of technologies being expected. These practices, if employed worldwide, could help reduce the load, or environmental deterioration, on the Earth''s biosphere.