植物在低温胁迫下的过氧化氢代谢及信号转导

 过氧化氢(Hydrogen peroxide, H₂O₂ ) 是植物细胞代谢过程中产生的一种活性氧, 被认为对细胞具有毒害作用。然而越来越多的研究证明, H₂O₂是植物细胞抵抗胁迫反应过程中的重要信号分子, 尤其H₂O₂在植物受到低温胁迫时所具有的信号调控功能越来越受到关注。作者综述了低温胁迫下的H₂O₂代谢情况, 并从H₂O₂与乙烯、水杨酸等信号分子的互作效应, 以及H₂O₂对抗冷基因、根系吸水性的调控来探讨其在抗冷信号转导过程中的功能及作用机制。     

高丛蓝莓对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性综合评价

 为研究高丛蓝莓对干旱胁迫的生理响应并筛选具有较强抗旱能力的品种,同时确定基于生理指标的隶属函数分析对于筛选蓝莓抗干旱品种的可行性,分别以北高丛蓝莓中的‘布里吉塔’、‘斯巴坦’以及南高丛蓝莓中的‘夏普蓝’、‘奥尼尔’4 个品种为材料,在人工控水模拟水分胁迫条件下,测定叶片相对含水量、电导率、丙二醛含量、H₂O₂ 含量与　产生速率、F_v/F_m 以及叶片气孔特性等生理生化指标的变化,并采用隶属函数法进行综合评价。结果表明,随着干旱胁迫程度的加深,4 个蓝莓品种叶片的相对含水量、Fv/Fm、气孔开放率和气孔大小均呈下降趋势,而相对电导率、丙二醛含量、H₂O₂ 含量与产生速率以及气孔密度则呈上升趋势。4 个高丛蓝莓品种的抗旱性强弱顺序为奥尼尔 > 夏普蓝 > 布里吉塔 > 斯巴坦,大田干旱试验验证了基于生理指标的隶属函数分析对于蓝莓抗旱品种的筛选的准确性及可靠性。     

一氧化氮和过氧化氢对地被菊扦插生根的影响

 以地被菊(Dendranthema morifolium ) 品种‘北国之春’为试验材料, 研究了一氧化氮(NO)和过氧化氢(H₂O₂ ) 对其插穗生根的影响以及生根过程中插穗叶片超氧化物岐化酶(SOD) 、过氧化物酶( POD) 、多酚氧化酶( PPO) 活性以及酚类物质含量的变化。结果表明, 外源NO和H₂O₂可促进地被菊插穗生根以及根的生长, 且表现出明显的浓度效应。促进生根最适硝普纳( SNP, NO供体) 和H₂O₂的浓度分别为50和200μmol·L ^-1。同时, SNP和H₂O₂共同处理的地被菊插穗生根率显著高于SNP或H₂O₂单独处理, 说明NO和H₂O₂在地被菊插穗生根过程中具有协同诱导效应。另外, 相比对照, SNP、H2O2和两者共同处理插穗叶片的SOD和PPO活性显著提高。而SNP、H₂O₂和两者共同处理比对照分别具有更低的POD活性和酚类物质含量, 且SNP +H₂O₂处理的POD活性和酚类物质含量低于SNP或H₂O₂单独处理。综合以上结果可知, 50μmol·L ^-1 SNP和200μmol·L ^-1H₂O₂处理可以提高插穗叶片SOD和PPO活性, 降低POD的活性和酚类物质的含量, 从而促进插穗生根和根的生长。     

外源水杨酸对淹水胁迫下辣椒幼苗生长及活性氧代谢的影响

为了明确外源水杨酸(SA)对辣椒耐涝的调控作用,以德红1号辣椒为试材,叶面喷施0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol·L^-1SA溶液,研究淹水胁迫下对辣椒幼苗生长和活性氧代谢的影响。结果表明,淹水胁迫下,辣椒幼苗根长、株高、鲜质量及干质量均显著低于CK(未淹水+未外施SA),喷施外源SA后,农艺性状指标下降幅度减小,SA1.5处理的辣椒农艺性状最好,根长、株高、鲜质量和干质量比淹水对照分别提高66.37%、14.55%、56.35%和93.75%。淹水胁迫(CK)使辣椒幼苗叶片中膜脂过氧化物含量和电解质渗漏率显著升高,而SA处理可显著降低O₂^·-产生速率、H₂O₂含量、MDA含量和电解质渗漏率,SA1.5处理O₂^·-产生速率降幅最大,比CK1下降了43.95%。同时SA处理显著提高了淹水胁迫下辣椒幼苗叶片中渗透调节物质含量,SA1.5处理游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量比CK1提高了37.37%、32.51%和20.12...     

外源水杨酸对镉胁迫下孔雀草生理特性的影响

以镉超富集植物孔雀草(Tagets patula L.)为试验材料,采用土培试验,研究叶面喷施不同浓度水杨酸(SA,0.1、0.2、0.3、0.4 mmol·L-1)对镉胁迫下孔雀草过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,丙二醛、可溶性蛋白质、脯氨酸、叶绿素含量的影响,以期为孔雀草应用于重金属污染土壤修复提供参考依据.结果表明:适当浓度的外源SA(0.1～0.3 mmol·L-1)增强了孔雀草的抗逆性,但高浓度SA(0.4 mmol·L-1)对孔雀草植株缓解作用明显降低.其中0.1 mmol·L-1 SA处理能显著提高镉胁迫下孔雀草叶片叶绿素含量;0.3 mmol·L-1 SA处理能显著提高镉胁迫下孔雀草叶片过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,可溶性蛋白质、脯氨酸的含量;0.2 mmol·L-1 SA处理能显著降低孔雀草叶片丙二醛含量;0.4 mmol·L-1 SA处理对孔雀草叶片各生理指标缓解作用明显降低.     

外源SA对盐胁迫下雪里蕻幼苗生理特性的影响

研究了外源水杨酸(SA)对盐胁迫下雪里蕻幼苗叶片细胞保护酶活性、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸含量的影响。研究结果表明,盐胁迫下外源SA处理可明显降低雪里蕻幼苗叶片细胞MDA含量,提高游离脯氨酸含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。通过对各生理效应指标的综合评定,100mg/LSA缓解雪里蕻幼苗盐害的效果较好。     

外源ABA对低温胁迫下越橘花期和幼果期抗寒性的影响

以半高丛越橘品种‘北陆’为试材,采用综合评价的方法,研究了在低温胁迫下不同浓度外源ABA对花期和幼果期各项抗寒性生理指标的影响,以期得到提高越橘抗寒性的最适ABA浓度。结果表明：在低温胁迫下,对越橘花蕾、花朵以及幼果喷施外源ABA,可使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,可溶性糖、可溶性蛋白质以及脯氨酸含量增加,并且随着喷施ABA浓度的增大,呈先上升后下降的趋势;外源ABA也能够降低丙二醛(MDA)含量和电解质渗出率,随着喷施ABA浓度的增大,呈先下降后上升的趋势。用隶属函数法对在低温胁迫下各抗寒性指标进行综合性评价,得出喷施浓度为20 mg·L^-1的外源ABA可有效缓解越橘花期和幼果期冻害,提高越橘抗寒性。     

外源SA对盐胁迫下雪里蕻幼苗生理特性的影响

研究了外源水杨酸(SA)对盐胁迫下雪里蕻幼苗叶片细胞保护酶活性、丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸含量的影响.研究结果表明,盐胁迫下外源SA处理可明显降低雪里蕻幼苗叶片细胞MDA含量,提高游离脯氧酸含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性.通过对各生理效应指标的综合评定,100mg/L SA缓解雪里蕻幼苗盐害的效果较好.     

超敏蛋白对低温胁迫下核桃生理特性的影响

【目的】研究超敏蛋白对低温胁迫下核桃生理特性的影响,探讨其提高核桃抗寒性可能的作用机制,为超敏蛋白在核桃抗逆生产中的应用提供理论依据。【方法】以抗寒力较弱的早实核桃品种‘香玲’为试材,采用大田喷施与室内模拟低温环境处理相结合的方法,测定低温(2、0、-2、-4、-6℃)胁迫下核桃叶片的相对电导率、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,探究超敏蛋白在核桃响应低温胁迫中的作用。【结果】随着温度的降低,核桃叶片相对电导率、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量及超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均升高,可溶性糖含量降低;喷施超敏蛋白可显著降低0℃以下低温胁迫核桃叶片的相对电导率、丙二醛含量,显著提高可溶性蛋白含量、脯氨酸含量和超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,对可溶性糖含量影响不大。【结论】喷施超敏蛋白可以提高低温胁迫下核桃叶片脯氨酸含量和可溶性蛋白含量,增强抗氧化酶活性,降低相对电导率和MDA含量,以维持细胞正常的生理代谢,防止膜脂过氧化和保护细胞膜结构的稳定性,增强核桃的抗寒性。     

水杨酸对根际低氧胁迫八棱海棠幼苗活性氧代谢的影响

 采用营养液水培系统,以苹果砧木八棱海棠(Malus robusta Rehd.)为试材,用叶面喷施的方法,研究了外源水杨酸(salicylic acid ,SA)对根际低氧胁迫下八棱海棠叶片活性氧(ROS)代谢的影响。结果表明：低氧胁迫下八棱海棠叶片丙二醛(MDA)、超氧阴离子 (O₂)、过氧化氢(H₂O₂)、谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化酶活性均高于对照,而抗坏血酸(AsA)含量低于对照;外源SA明显抑制MDA和O₂的积累,显著增强超氧化物歧化酶(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)的活性。说明SA作为化学诱抗剂,可抑制低氧胁迫下苹果幼苗体内活ROS的产生,提高抗氧化酶的活性,降低膜脂过氧化水平,从而减轻低氧胁迫对植株的伤害。     

外源ALA对盐碱胁迫下辣椒幼苗生理生化特性的影响

为研究外源ALA对盐碱胁迫下辣椒幼苗生长的影响,以2个辣椒品种G3和G7为试材,盐碱胁迫下喷施5种不同质量浓度(0、10、25、40和60 mg·L^-1)的ALA溶液。通过对喷施后辣椒幼苗的株高、茎粗、干鲜质量等表型指标和MDA、H2O2等生理指标以及3种抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性进行测定,揭示外源ALA对盐碱胁迫下辣椒幼苗生理生化特性的影响。结果表明,喷施外源40 mg·L^-1的ALA能够有效提高盐碱胁迫下辣椒植株的株高、茎粗、叶面积、总根长以及干鲜质量,其中2个品种的叶面积分别升高39.9%和17.1%,根长分别升高18.3%和40.5%;同时提高辣椒幼苗叶片中的可溶性蛋白、可溶性糖的含量,并降低脯氨酸、MDA、H₂O₂的含量及O₂^-的产生速率,2个品种辣椒幼苗叶片的SOD活性分别提高了16.0%和17.5%,CAT活性也分别提高了87.8%和354.6%。因此,喷施外源ALA 40 mg·L^-1时,对辣椒幼苗受到盐碱...     

外源钙对低温胁迫下苹果花器官生理指标的影响

以二十年生苹果品种"红富士"为试材,采用人工气候室模拟低温冻害的方法,研究不同外源钙不同浓度对苹果花器官丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及过氧化氢酶(CAT)活性的影响,并用隶属函数法进行抗寒性综合评价。结果表明:低温胁迫下不同外源钙各浓度处理MDA含量较对照降低了10.7%~53.6%,且均呈极显著差异;不同外源钙除28 mmol·L^-1 CaCO₃处理外各浓度处理均提高了SOD活性,除14 mmol·L^-1Ca(NO₃)₂处理外均与对照呈极显著差异;不同外源钙各浓度处理均提高了POD活性,除14、28 mmol·L^-1Ca(NO₃)₂处理外均与对照呈极显著差异;不同外源钙各浓度处理CAT活性较对照提高了8.7%~22.7%,且均与对照呈极显著差异。综上所述,丙二醛含量、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性4个生理指标可作为苹果抗寒性的鉴定指标。通过隶属函数值分析表明21 mmol·L^-1CaCl₂处理后的苹果花器官抗寒性效果最佳。     

转YHem1 番茄植株耐盐性的研究

 YHem1是一个由拟南芥HemA1启动子（一种光响应型启动子）控制的酿酒酵母菌5–氨基乙酰丙酸（ALA）合酶基因（Hem1）。将该基因转化番茄植株,可以提高叶片内源ALA含量及其代谢能力,增加叶绿素含量和抗氧化酶活性,并降低产生速率和丙二醛（MDA）含量。200 mmol ·L^-1 NaCl处理,降低了野生型番茄叶片ALA合成与代谢能力和叶绿素含量,同时诱导叶片产生速率、H₂O₂和丙二醛（MDA）含量上升,而超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）等抗氧化酶活性则逐渐降低。盐胁迫也导致转YHem1番茄ALA合成与代谢能力、叶绿素含量和抗氧化酶活性下降,但其降幅明显低于野生型。盐处理10 d后,转基因番茄植株保持着较高的生物学积累量和较低的盐胁迫抑制程度,说明转入YHem1基因可以提高番茄耐盐性。此外,转基因番茄叶片H₂O₂含量始终保持较高水平,暗示其可能作为一种信号分子参与细胞生理调节。     

外源褪黑素对硝酸盐胁迫条件下黄瓜幼苗抗氧化系统的影响

以‘津春4号’黄瓜为试验材料,采用灌根的方法研究了外源褪黑素（MT）对硝酸盐胁迫下幼苗抗氧化系统的影响,为MT在设施蔬菜生产中的应用提供参考。结果表明：硝酸盐胁迫处理后,黄瓜幼苗叶片中超氧阴离子（）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量显著增加;抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量及活性均下降;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性在硝酸盐胁迫3 d时,过氧化氢酶（CAT）活性在胁迫6 d时,脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性在胁迫9 d时均达最高,之后又逐渐下降;单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）活性则持续降低。MT处理可有效抑制硝酸盐胁迫条件下黄瓜幼苗中  的产生速率及H₂O₂和MDA的积累,提高AsA和GSH含量及活性,增强SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR、GR活性,提高叶片的光合速率及干物质积累。这些结果说明,MT可减缓硝酸盐胁迫的危害,提高黄瓜幼苗对硝酸盐的耐性,且100 μmol · L^-1 MT处理效果最佳。     

干旱胁迫对“波尼”薄壳山核桃叶片生理特性的影响

以2年生的“波尼”薄壳山核桃嫁接苗(本砧)为研究材料,通过人工模拟水分胁迫环境,测定并分析了干旱胁迫不同时期(0～9 d)“波尼”植株叶片的光合作用特性以及相关生理生化指标。结果发现,在干旱胁迫下,叶片相对含水量、茉莉酸(JA)含量逐渐下降;CAT活性在第3天显著下降,此后变化不大;超氧阴离子(O₂^·-)产生速率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢(H₂O₂)含量、可溶性蛋白含量、抗坏血酸(AsA)含量、蔗糖含量、乙烯(ETH)含量和水杨酸(SA)含量先升后降;丙二醛(MDA)含量在第9天(土壤含水量16.5%)时显著上升;还原型谷胱甘肽(GSH)含量逐渐上升,在第9天达到峰值;叶绿素总含量和可溶性糖总量在前期比较稳定,在第9天时显著下降。在干旱胁迫下,“波尼”植株主要通过提高抗氧化酶(SOD)活性、抗氧化物质(AsA、GSH)含量、渗透调节物质(可溶性蛋白和蔗糖)含量以及激素(ETH、SA)等信号分子的含量来增强自身对干旱胁迫的抵抗能力;“波尼”是干旱敏感型品种,对轻度干旱有较强的适应性。     

外源海藻糖对低温胁迫下哈密瓜幼苗光合作用的影响

以“西州密25号”幼苗为试材,采用0、5、10、20 mmol·L^-1外源海藻糖预处理3 d,在昼/夜温度分别为15℃/10℃、10℃/5℃、5℃/1℃低温胁迫1 d和3 d时测定幼苗叶片的光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO₂浓度(Ci),研究了在低温条件下外源海藻糖对哈密瓜(Cucumis melon var.saccharins)幼苗光合作用的影响,明确其耐寒调控机理,以期为缓解倒春寒气候对哈密瓜幼苗造成的伤害提供参考依据。结果表明：在未喷施外源海藻糖情况下,低温胁迫显著抑制了叶片的光合能力,且叶绿素b(Chl b)含量显著增加,随着温度的降低,其它光合色素含量与Pn、Gs、Ci和Tr均显著下降;与未喷施外源海藻糖相比,外源海藻糖可对低温胁迫下哈密瓜幼苗的一系列光合指标产生影响,适宜浓度的海藻糖可明显提高光合色素含量,增强哈密瓜叶片Pn、Gs和Tr。通过隶属函数综合评价可知,低温胁迫下5、10 mmol·L^-1外源海藻糖明显促进了叶绿素a(Chl a)、Chl b、类胡萝卜...     

外源水杨酸对低温胁迫下狭叶红景天幼苗生理及膜伤害的影响

以狭叶红景天幼苗为试材,在0℃低温条件下,研究外源SA对狭叶红景天幼苗过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶活性、MDA含量以及膜伤害的影响,探讨外源SA对低温胁迫下红景天幼苗生理及膜伤害的影响。结果表明:在0℃低温胁迫条件下,不同浓度的外源SA总体上均使红景天幼苗叶片CAT、POD、SOD活性不同程度升高,使叶片MDA含量不同程度降低;使叶绿体膜Ca2+-ATP活性、Mg2+-ATP活性不同程度增强。在低温胁迫下,外源SA通过提高抗氧化酶活性、抗氧化物质含量及渗透调节物质含量,减少了膜脂过氧化产物MDA的产生,叶绿体膜Ca2+-ATP活性、Mg2+-ATP活性的增强,减轻细胞膜的损伤,提高了狭叶红景天幼苗耐低温胁迫的能力;提高狭叶红景天耐寒力的外源物质SA适宜浓度为0.1~0.3mg/L,SA的最适浓度为0.3mg/L。     

溃疡病菌侵染早期柑橘细胞程序性死亡的响应特征及机制

为进一步研究柑橘溃疡病抗性与细胞程序性死亡的关系,以高感品种晚锦橙(甜橙类,Citrus sinensis Osbeck)和高抗品种金弹(金柑类,Fortunella crassifolia Swingle)为试材,从抗性特征、发病早期的相关信号变化、抗氧化酶活性和基因表达变化等方面探讨柑橘细胞程序性死亡响应溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri)侵染的特征及机制。接种溃疡病菌后,晚锦橙叶片出现明显的海绵状凸起,为典型的溃疡病症状;而金弹则出现超敏化反应细胞坏死症状。接种前,过氧化氢(H₂O₂)在金弹中的基础水平较晚锦橙高;接种后,两品种的H₂O₂含量均上升,但金弹上升幅度高于晚锦橙。随着H₂O₂水平升高,代表膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)含量在两个品种中均增加,但金弹中增加幅度更大。抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶(SOD)活性在晚锦橙和金弹叶片中均呈下降趋势;过氧化氢酶(CAT)活性在两个品种中均提高且差异不大;过氧化物...     

外源H2O2对复盐胁迫下木槿的生理响应机制

以当年生木槿幼苗为试材,采用盆栽法,研究了外源H₂O₂对木槿在复盐胁迫下的生理指标的影响,以期为其寻找新的耐盐途径、提高其耐盐性提供参考依据。结果表明:T4与T2相比显著降低了木槿超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛(MDA)含量和电导率,T2与对照相比差异显著,T6与对照之间无显著差异;T4与T2相比提高了抗坏血酸(AsA)含量和谷胱甘肽(GSH)含量,T2与T1之间差异显著;T4与T2相比显著提高了木槿超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,T2显著高于对照,T6与对照之间无显著差异;T4与T2相比提高了木槿可溶性糖、可溶性蛋白质、游离脯氨酸的含量,T2显著高于对照;T4与T2相比提高了叶绿素a含量和叶绿素a/b值,降低了叶绿素b和总叶绿素含量。综合分析认为,T4对改善复盐胁迫下木槿生理特性和缓解复盐胁迫效果最显著。     

叶面喷施不同浓度腐胺复配剂对黄瓜幼苗高温抗性的影响

为缓解高温胁迫对设施黄瓜幼苗的伤害，以津春4号为试材，将腐胺(Put)、褪黑素(MT)、脯氨酸(Pro)和黄腐酸钾(MFA)以不同的浓度进行复配，研究不同浓度组合对黄瓜幼苗高温抗性、光合作用和抗氧化酶活性等的影响，筛选出缓解高温胁迫伤害最优的配方。结果表明：8 mmol·L^-1 Put配合施用0.3 g·L^-1 MFA、1.5 mmol·L^-1 Pro及50μmol·L^-1 MT能够有效缓解高温胁迫对黄瓜幼苗的伤害，采用隶属函数法综合评价效果最佳，与对照相比净光合速率增加了160.71%,H₂O₂含量降低了40.64%，可溶性蛋白含量增加了126.92%,SOD、POD、CAT活性分别提高了29.32%、31.66%、52.16%。