NO对缺氮胁迫下棉花幼苗生理生长的调控效应

【目的】探讨外源一氧化氮（Nitric oxide,NO）对氮素胁迫下棉花幼苗生长和叶片生理性状的影响,为NO的供体硝普钠（Sodium nitroprusside,SNP）调控棉花生长发育提供理论依据。【方法】采用水培处理,设置两个对照：以全营养素Hoagland营养液培养棉花幼苗为对照1（CK1）,缺氮Hoagland营养液培养棉花幼苗为对照2（CK2）。在CK2的基础上,利用SNP处理棉花幼苗,设置5个处理,每个处理SNP浓度分别为50、100、200、500和1 000 μmol•L-1,研究NO对氮胁迫下棉花幼苗生理生长的调控效应。【结果】氮素胁迫对棉花幼苗产生抑制作用,导致棉苗的光合系统及蛋白质、脯氨酸含量产生变化。低浓度外源NO能明显促进氮素胁迫下棉花幼苗的生长,显著提高叶绿素、脯氨酸及可溶性蛋白含量,其中以100 μmol•L-1 SNP缓解胁迫效果最好。而高浓度的外源NO则加剧氮素胁迫对棉苗的抑制。【结论】低浓度外源NO（SNP:50—100 μmol•L-1）的确能缓解氮素胁迫对棉花幼苗造成的伤害,提高棉花幼苗对氮素胁迫的耐性。     

外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗形态及生长的调控效应

【目的】探讨外源一氧化氮（nitric oxide,NO）对缺氮胁迫下棉花幼苗不同部位叶片以及不同直径范围根系等形态特征及生长情况的影响,分析不同浓度NO对棉花形态生长的调控效应,为外源NO调控棉花生长发育提供理论依据。【方法】在光照培养室内采用水培方法,以农大棉8 号为供试品种,设7 个不同处理,其中以Hoagland全营养液培养的棉花幼苗为对照（CK）,以缺氮Hoagland营养液培养的棉花幼苗为外源NO处理对象,利用外源NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）处理棉花幼苗,设置6 个浓度梯度0 μmol·L^-1（T0）、50 μmol·L^-1（T1）、100 μmol·L^-1（T2）、200 μmol·L^-1（T3）、500 μmol·L^-1（T4）和1 000 μmol·L^-1（T5）,研究不同NO水平对缺氮胁迫下棉花幼苗叶面积、根系形态、耗水量及干物重的影响。【结果】缺氮胁迫抑制棉花幼苗地上部以及地下部的生长,抑制棉花幼苗叶片数和叶面积的增加,降低了幼苗细根（0.05-0.20 mm）、中等根（0.2-0.45 mm）的根长、根表面积、根体积,减少了耗水量以及干物重。不同浓度外源NO对缺氮胁迫下棉花幼苗地上及地下部生长情况的影响不同。低浓度外源NO（SNP浓度为50-100 μmol·L^-1）能缓解缺氮胁迫对棉花幼苗的伤害,显著促进棉花幼苗上部和下部叶片的生长,促进细根和中等根生长,增加细根和中等根的根长、根表面积及根体积,增加棉花幼苗耗水量,显著增加幼苗干物重。当SNP浓度大于100 μmol·L^-1后,随浓度增加,其缓解作用下降。幼苗叶片数、上部和下部叶片的叶面积、细根和中等根的根长、根表面积、根体积、耗水量以及干物重均下降。综合分析认为氮素缺乏环境下,不同浓度外源NO通过影响棉花幼苗地上部以及根系的生长来缓解缺氮胁迫,以100 μmol·L^-1 SNP处理的棉花幼苗生长最好,而高浓度的SNP则加剧缺氮胁迫对棉苗的抑制。【结论】缺氮胁迫下棉花幼苗长势减弱,适宜浓度外源NO（SNP浓度为50-100 μmol·L^-1）能够在一定程度上缓解缺氮胁迫对棉花幼苗造成的伤害,促进棉花幼苗地上和地下部的生长,提高棉花幼苗对缺氮胁迫的耐性。其中以100 μmol·L^-1 SNP缓解效果最显著。     

外源NO对棉花幼苗重度镉胁迫的缓解效应

为探讨外源一氧化氮(NO)对棉花幼苗重度镉(Cd)胁迫的缓解效应,以农大棉601号为试验材料,采用水培方法,研究了不同浓度(50、100、200μmol/L)硝普钠(SNP,NO供体)对重度Cd胁迫(75μmol/L)下棉花幼苗生长的影响。结果表明,Cd处理下棉苗株高、叶面积较CK(不添加CdCl_2和SNP)显著下降40.9%、31.9%,干物质积累量、组织含水量仅为CK的34.3%、33.2%,光合速率显著下降。重度Cd胁迫下添加低浓度外源NO(50、100μmol/L),棉花幼苗株高、叶面积较T0处理(75μmol/L CdCl_2)稍有增加(P0.05),叶绿素含量比T0处理(75μmol/L CdCl_2)分别增加4.5%、15.5%(P0.05),光合速率分别增加36.6%、27.9%(P0.05),其他指标均无显著增加;而添加高浓度NO(200μmol/L)下棉苗干物质积累量、根冠比、组织含水量、叶绿素含量均低于T0处理。因此认为,外源NO对重度Cd胁迫下棉苗生长的缓解效果不显著。     

水分胁迫和氮添加对白刺根系形态的调控效应

为筛选出干旱地区唐古特白刺（Nitraria tangutorum）根系生长的最佳氮添加量。以唐古特白刺为试材,在干旱胁迫和水分充足两个水分条件下,分别设置4个氮添加水平（0、6、36、60 mmol·L^-1）,研究不同土壤水分和氮处理对唐古特白刺根系形态发育特征的影响。水分充足时,氮浓度越高,对白刺根系的抑制效果越明显。当氮浓度为60 mmol·L^-1时,白刺总根长、表面积、体积、直径和根尖数仅为未施氮处理的55.45%、47.07%、38.63%、79.37%和76.55%。水分胁迫下,白刺总根长、表面积、根尖数均在氮浓度为36 mmol·L^-1时达到最高值,分别为792.13 cm、155.74 cm²、2 370.00 个,较无氮处理增加了31.96%、42.95%和20.84%。水分充足时,氮添加会抑制白刺根系生长发育;水分胁迫下,氮添加会促进白刺根系生长,但并非氮素浓度越高,促进效果越好。水分充足时的白刺根系生长状况始终优于干旱条件下的白刺。     

氮素形态及水分胁迫对水稻根系生理特性的影响

采用室内营养液培养、聚乙二醇（PEG6000）模拟水分胁迫的方法,在3种供氮形态下（NO3^- -N、NH4^＋ -N和NO3^- -N与NH4^＋ -N等体积混合）,研究了在非水分胁迫及模拟水分胁迫（添加10％PEG,约相当于-0．15MPa）下,苗期水稻根系的生长状况、水分吸收状况及木质部汁液特性。结果表明,水分胁迫抑制了供NO3^- -N营养水稻根系的生长,而对供NH4^＋ -N水稻根系的生长没有影响;水分胁迫提高了NH4^＋ -N营养水稻木质部汁液pH值,并增加其渗透势。提示：水分胁迫条件下,NH4^＋ -N营养对根系生长及木质部汁液调节可能是氮素增强水稻抗旱性的原因之一。     

氮肥形态和品种对棉花根系形态与氮素积累的影响

【目的】研究氮肥形态和品种对棉花根系形态与氮素积累量的影响,分析品种与氮肥形态的互作机制,为棉花合理选择氮肥形态和品种提供理论基础。【方法】试验于2020年设在新疆农业大学农科楼培养室,设置2个品种(新陆早45号和新陆早48号)与4个施肥处理(不施氮肥(CK)、施尿素(N₁)、施硫酸铵(N₂)、施硝酸钙(N₃))双因素完全随机根箱培养试验,氮肥施用量为300 kg/hm²,播种后90 d采样,测定根系形态参数指标和氮素积累量。【结果】棉花根系形态和氮素积累量变化规律为N₃>N₁>N₂>CK,N₃处理的根系形态参数(总根长、干物质质量(P<0.05)、表面积、体积)和根部、茎部、叶部(P<0.05)和植株氮素积累量显著高于N₂和CK处理(P<0.01),比N₂分别平均提升24.66%、33.93%、19.61%、18.57%和52.64...     

水杨酸浸种对NaCl胁迫下棉花种子萌发和幼苗根系生长的影响

为探讨水杨酸(SA)浸种对NaCl胁迫下棉花生长的影响,以中棉所41号、中棉所49号、新陆中36号和新陆中21号为材料,通过沙床萌发试验,研究了SA对NaCl胁迫下棉花种子萌发和幼苗根系生长的影响。结果表明:1)2.3mg/mL NaCl使棉花种子的相对盐害率达50.54%~83.02%,4个品种因耐盐性的不同其相对发芽势、相对发芽率和相对发芽指数下降的幅度也不相同;2)0.2mmol/L SA对棉花种子的盐害缓解效应达到显著水平;3)通过对各指标灰色关联度分析,发现发芽势、发芽率和发芽指数能作为评价SA对NaCl缓解作用的萌发指标,植株干重和根系活力能作为幼苗阶段评价SA对NaCl缓解作用的指标。总之,适宜浓度的SA可以显著提高棉花种子萌发,缓解NaCl胁迫对植株的伤害,同时可提高棉花幼苗的根系活力。     

不同水·氮条件对水稻根系生长的影响

[目的]研究苗期水分胁迫对水稻根系生长的影响。[方法]通过温室水培试验,采用α-萘胺法,测定水分胁迫下水稻的根系活力和吸收面积。[结果]正常水分条件下,NH4+-N使水稻根系平均直径增大,NO3--N使水稻根系总吸收面积增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最大。水分胁迫后,NO3--N营养促进根系平均直径增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最低,水稻的根系总吸收面积和活跃吸收面积均随NO3--N供应比例的增加呈上升趋势。[结论]无论是否水分胁迫,NO3--N营养均可使水稻根系总根长、根表面积、根体积增大,这为旱作水稻的水分控制、氮肥施用提供了理论依据。     

不同氮素形态配比对花榈木幼苗根系生长及氮代谢关键酶活性的影响

为探究最适于花榈木幼苗生长的氮素形态配比,采用氮素形态配比为NH+4∶NO-3=10∶0、5∶5、 0∶10及以改良霍格兰标准营养液为对照的营养液,共4个处理,对花榈木1 a生幼苗进行处理。结果表明,处理期间氮素配比为NH+4∶NO-3=5∶5时,花榈木幼苗根系形态指标及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均显著大于其他处理,可知花榈木幼苗根系喜欢混合氮源,且铵硝1∶1均衡配比更利于氮素吸收和代谢,而单一氮源营养液对于花榈木幼苗生长的促进效果不佳,其中全铵营养液会抑制幼苗生长,降低硝酸还原酶活性。     

华北4 产地黄栌幼苗根系形态对干旱胁迫的短期响应

以北京西山、北京延庆、山东泰山和山西绛县4 个产地的黄栌幼苗为材料,研究了田间模拟试验条件下苗木根系对土壤水分胁迫的短期形态响应。结果表明:1) 黄栌幼苗通过调整根系形态以适应持续干旱环境,持续重度胁迫环境中生长的幼苗根尖数量、根系分枝数量、根系表面积以及平均根系直径分别比对照平均高46.5%、15.5%、3.4%、8.6%,且分别比持续中度胁迫环境中生长的幼苗平均高90.5%、34.2%、15.6%、18.4%。2) 4 产地持续干旱环境中幼苗的0.0 ~0.5 mm 根系长度和根尖数量分别占总量的54.7% ~93.5%和95.1% ~99.5%,因此,0.0 ~0.5 mm 细根对干旱胁迫的反应比其他径级根系更为敏感。3) 恢复灌溉后,不同产地黄栌幼苗根系生长的恢复能力存在明显差异。山西绛县幼苗根系生物量的相对生长量在中度胁迫复水后分别是北京西山和北京延庆幼苗的29.0 和48.6 倍,在重度胁迫后恢复灌溉则比北京西山幼苗高280%,因而表现出极强的敏感性和生长恢复能力。      

外源NO缓解花生盐胁迫的效果及机理

为研究外源一氧化氮(NO)对盐胁迫下花生幼苗生长的影响,以‘山花11号’为供试材料,采用液体培养试验,测定外源NO供体硝普钠(SNP)250 μmol/L对正常生长(0 mmol/L NaCl,CK)和盐胁迫(100 mmol/L NaCl,T1和150 mmol/L NaCl,T2)处理的花生幼苗生长及生理指标。结果表明,正常生长条件下添加SNP,花生内源NO浓度升高对幼苗生长产生轻微毒害作用;盐胁迫下添加SNP能有效增强花生幼苗耐盐性,且外源NO对花生幼苗盐胁迫的缓解作用受外界盐浓度影响,花生遭受较高盐浓度胁迫时NO缓解膜脂过氧化损伤的效率更高,耐盐性更强;在本试验的浓度范围内,外源NO对150 mmol/L NaCl胁迫下的花生幼苗缓解效应更优。与T2处理相比,T5处理下的花生,叶片和根系的内源NO含量分别增加41.83%和35.45%。NO能显著提高花生体内抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,叶片的SOD活性、POD活性、CAT活性和APX活性分别提升9.84%、64.82%、91.84%和26.09%,游离脯氨酸含量提升60.73%;降低体内丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)的含量,使叶片电解质外渗率降低17.61%,有效减轻膜脂过氧化损伤;增加花生幼苗株高、鲜重、干重及叶绿素总含量,提高根系活力,有效缓解盐胁迫对花生幼苗生长的抑制作用。因此,正常条件下添加SNP不利于花生生长;但盐胁迫下添加SNP能显著提高花生苗期耐盐性,且外源NO缓解较高浓度盐胁迫对花生生长影响的效果更优。     

外源一氧化氮供体硝普钠对番茄幼苗盐胁迫伤害的缓解作用

以硝普钠(SNP)为NO供体,番茄品种秦丰保冠幼苗为材料,研究50~800 μmol·L^-1 SNP对100 mmol·L^-1 NaCl下番茄幼苗生长、光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。结果显示:1)盐胁迫下,不同浓度SNP处理的番茄幼苗生长抑制均能得到有效缓解,同时叶片叶绿素含量、光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)显著升高,初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(qN)显著降低,且SNP浓度为100 μmol·L^-1时变幅均达最大;2)番茄幼苗在盐胁迫下叶片过氧化氢酶(CAT)活性变化不显著,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著升高,除400、800 μmol·L^-1 SNP处理抑制POD活性升高外,各浓度SNP处理均可促进上述3种酶活性的升高,并使叶片丙二醛含量和电解质渗出率显著降低,其中以100 μmol·L^-1 SNP处理时变化最显著。研究表明,外源NO供体SNP主要通过增强番茄幼苗叶片的光合能力来缓解盐胁迫对其造成的氧化伤害,进而提高了番茄植株的耐盐性。     

外源NO对盐胁迫下玉竹氧化损伤缓解效应

为探究NO对玉竹[Polygonatum odoratum(Mill.)Druce]耐盐调节机理,以盆栽玉竹为试验材料,硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)作NO供体,研究施加不同浓度外源SNP对盐胁迫下玉竹叶片氧化损伤影响。结果表明,盐浓度不高于150 mmol·L~(-1)时施加外源NO(SNP≤100μmol·L-1)可提高叶片肉质化程度和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减少丙二醛(MDA)含量,增加可溶性蛋白、脯氨酸、抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)积累。说明低浓度NO(SNP浓度≤100μmol·L~(-1))可有效缓解盐胁迫(NaCl≤150 mmol·L~(-1))对玉竹伤害。而高浓度NO(SNP100μmol·L~(-1))对玉竹各生理指标均表现不同程度抑制作用,影响玉竹正常代谢。高盐胁迫下外施NO,对抗氧化保护酶作用不明显,表现为抑制作用,但对非酶抗氧化物含量积累有促进作用。     

外源一氧化氮对铅胁迫下玉米幼苗的缓解作用

为探讨Pb胁迫下外源一氧化氮（NO）对玉米幼苗伤害的缓解作用,利用室内盆栽试验研究了外源NO供体硝普钠（SNP）对铅（Pb）处理下玉米（Zea mays）幼苗生长及生理特性的影响。结果表明：与对照相比,1.0 mmol·L^-1 Pb处理明显抑制了玉米幼苗的生长,减缓了玉米幼苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,叶绿素含量减少,丙二醛（MDA）含量增加、质膜透性增大;添加0.1 mmol·L^-1的SNP明显缓解了Pb胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,提高Pb胁迫下超氧化物歧化酶（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。外源NO对Pb胁迫下玉米生长有一定的缓解作用,可以增强玉米幼苗对Pb毒害的抗性。     

一氧化氮对高温胁迫下菊花生理特性的影响

以夏菊品种早黄为材料,研究了高温胁迫下外源一氧化氮(NO)对开花期菊花叶片和花瓣相关生理指标变化的影响。结果表明:0.2 mmol.L-1NO供体硝普钠(SNP)对高温胁迫下菊花叶片和花瓣的氧化损伤具有保护作用。与对照相比,外施SNP显著提高了叶片和花瓣中NO含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性,降低了超氧阴离子活力及过氧化氢和丙二醛含量。表明:NO作为一种重要的信号分子,可能通过诱导菊花抗氧化酶系统的活性来减轻细胞的膜脂过氧化,增强菊花对高温胁迫的抵抗能力。     

外源NO对重金属Cd胁迫下亚麻幼苗叶片抗氧化能力的影响

为探讨NO对CdCl2胁迫下的亚麻幼苗叶片抗氧化能力的影响,以‘天亚2号’为供试材料,采用不同浓度(0.1、0.5、1.0mmol/L)外源NO供体SNP处理0.1mmol/L CdCl2胁迫下的亚麻幼苗,分别于0(胁迫前)、24、48、72、96、120h后采集生长状况一致的亚麻幼苗叶片进行游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量、O2.-产生速率、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定.结果表明:外源NO可缓解Cd胁迫造成的亚麻幼苗膜质过氧化产物丙二醛含量的升高,促进脯氨酸积累,提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,并能抑制过氧化氢和超氧阴离子的产生.这种保护效应与NO的浓度明显相关,其中,0.1mmol/L SNP处理效果显著优于1.0mmol/L SNP处理.     

外源一氧化氮对渗透胁迫下小麦幼苗叶片膜脂过氧化的影响

以永良4号小麦品种为试验材料,研究了不同浓度SNP(0.2、0.5、1.0 mmol/L)处理对渗透胁迫下(10%PEG-6000)小麦幼苗叶片膜脂过氧化的影响.结果表明:低浓度SNP(0.2 mmol/L)可以在处理后期(第2和第3天)显著地缓解渗透胁迫下小麦幼苗叶片的氧化损伤,并与其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量的上升作用一致,与超氧阴离子(O2-.)的释放速率以及丙二醛(MDA)含量的下降一致.高浓度的SNP(1.0 mmol/L)则抑制这两种酶的活性和脯氨酸含量的增加,使O2-.产生速率和MDA含量相对升高.     

Effects of exogenous nitric oxide on growth, active oxygen species metabolism, and photosynthetic characteristics in cucumber seedlings under NaCl stress

The study was conducted by means of nutrient solution culture to investigate the effects of exogenous nitric oxide (NO) on growth of cucumber seedlings, active oxygen species metabolism and photosynthetic characteristics in cucumber leaves under 50 mmol/L NaCl stress. The results showed that 10–400 μmol/L exogenous sodium nitroprusside (SNP), especially 100 μmol/L SNP, significantly alleviated the injury to seedlings and increased seedling growth. The activity of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX), and the contents of photosynthetic pigments and proline also increased under 50 mmol/L NaCl stress. Similarly, net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), and transpiration rate (Tr) also increased significantly. However, exogenous nitric oxide application markedly decreased membrane permeability, rate of O ₂ ^.− production, the contents of malondialdehyde (MDA) and H₂O₂, and intercellular CO₂ concentration (Ci) under 50 mmol/L NaCl stress. Translated from Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(2): 546–553 [译自: 生态学报]     

外源一氧化氮对微囊藻毒素诱导青菜氧化胁迫的缓解

为了探讨一氧化氮(NO)参与调控微囊藻毒素(MC)诱导植物损伤的机理,以青菜(Brassica rapa)幼苗为材料,研究了外源NO对MC胁迫下青菜幼苗的生长、体内活性氧(ROS)累积、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响及可能的调控机制。结果显示:(1)外源NO供体硝普钠(SNP)预处理能够显著缓解MC对青菜幼苗生长的抑制效应;(2)SNP预处理能够显著降低MC诱导青菜幼苗ROS的过量产生;(3)SNP预处理能够分类调控MC对抗氧化酶(SOD、POD、APX、CAT)和抗氧化物质(As A和GSH)的诱导效应。这些结果表明,外源NO能够通过特异性调控MC诱导青菜幼苗的氧化胁迫反应,进而缓解MC对植物的毒害效应。