绿豆下胚轴质膜氧化还原系统及其对水分胁迫的反应

绿豆幼苗下胚轴质膜存在有能氧化ＮＡＤＨ和还原Ｋ３Ｆｅ（ＮＡ）６的氧化还原系统。其最适ｐＨ为７．５,最适温度为４０℃,去垢剂Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００对膜制剂的氧化还原活性有促进作用。外源电子供体ＮＡＤＨ和电子受体Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６的加入可促进下胚轴组织的Ｈ＾＋分泌。     

不同温度条件下沙冬青幼树对土壤失水及复水的生理响应过程

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是我国西北荒漠区重要的防风固沙造林树种,当地高温、少雨的气候条件常会对其生长产生高温和干旱的双重胁迫,文中以沙冬青幼树为试材,通过人工气候箱调控气温(25℃、32℃、39℃和45℃),采用自然失水的方法(停止浇水0、3、6、9、12d),模拟研究荒漠区定植后的沙冬青幼树对夏季高温和干旱双重胁迫的生理及光合的响应过程,以期为该地区沙冬青定植后的水分管理提供理论依据。结果表明：当气温在25-39℃下,随土壤含水量降至10%,沙冬青叶绿素含量、净光合速率、气孔导度等指标小幅升高;土壤含水量小于6%时,沙冬青幼树叶片含水量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率、水分利用效率等指标明显降低;复水后上述指标均呈现恢复趋势。当气温升至45℃,沙冬青幼树叶片含水量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率随土壤失水逐渐降低;当土壤含水量为6%时,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率接近0;复水后上述指标也未见恢复现象。此时,高温、土壤失水或复合胁迫都使沙冬青幼树无法正常生长。当气温从25℃升高至39℃时,沙冬青的生理及光合指标受水分的胁迫...     

水分胁迫对冬小麦愈伤组织质膜ATP酶和5′-核苷酸酶活性的影响

以不同抗旱性冬小麦品种花84(抗旱)和冀麦24(不抗旱)幼胚来源的愈伤组织为实验材料,用不同浓度的PEG-6000分别模拟不同强度的水分胁迫(10%PEG W/V,-0.87MPa;20%PEG W/V,-1.92MPa),进行24 h短期液体培养基培养(胁迫),测定其质膜ATP酶和5′-核苷酸酶活性的变化.试验结果表明,在两品种中,两种酶的活性随胁迫强度的增加均呈现"先降后升"的变化,即轻度胁迫时,酶活性下降,重度胁迫时,酶活性上升,只是两品种中这两种酶活性变化幅度不一致.     

干旱胁迫下硫对小麦叶片GSH 含量及GSH—PX 活性的影响

生物体内的谷胱甘肽对消除逆境产生的活性氧具有重要的作用.无机硫营养吸收与体内有机硫的转化有着密切相关,研究干旱胁迫下硫营养与谷胱甘肽(GSH)含量及谷胱甘肽过氧化酶(GSH-PX)活性的关系,对揭示硫素的抗逆作用机理具有重要的理论和实际意义.本研究以高水肥型小麦品种郑引1号和抗旱型品种陕合6号为供试材料,分别用Hoagland全营养液和缺硫营养液进行溶液培养试验,探讨了模拟干旱胁迫过程下小麦苗期功能叶片中GSH含量和GSH-PX活性的变化.结果表明:陕合6号的GSH含量显著高于郑引1号;水分胁迫下,郑引1号中供硫处理的GSH含量上升迅速,24 h、48 h及72 h分别比供水处理增加了26.4%、33.5%和56.6%,而缺硫处理则分别是供水处理的93.2%、95.9%和74.5%;陕合6号在水分胁迫的72 h内供硫处理的GSH含量变化不明显,分别为供水处理98.3%～106.1%,而缺硫处理的GSH含量有明显的增加,分别比供水处理增加了13.1%、40.2%和45.9%.郑引1号的GSH含量受水分胁迫和硫营养供给状况的影响显著,而陕合6号的GSH含量仅在缺硫情况下对水分胁迫敏感.水分胁迫初期(24 h)可诱导GSH-PX活性增高,郑引1号供硫处理较供水处理增加了23.9%,而缺硫处理仅增加了7.4%;陕合6号品种的供硫处理和缺硫处理分别较供水处理增加了24.5%和16.8%.随着干旱胁迫时间的延长(48～72 h),GSH-PX活性均呈降低趋势,但供硫处理的GSH-PX活性始终高于缺硫处理.郑引1号高水肥型品种的GSH-PX活性较低,在缺硫环境下受水分胁迫的诱导不敏感;而陕合6号抗旱型品种的GSH-PX活性整体上较高,并且对水分胁迫的响应比较敏感.     

外源一氧化氮供体SNP 对NaCl 胁迫下多裂骆驼蓬幼苗氧化损伤的保护效应

研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaCl胁迫下多裂骆驼蓬幼苗生长和氧化损伤的影响.结果表明:正常生长条件下喷施SNP能促进多裂骆驼蓬幼苗的生长,而NO信号传递途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)明显抑制幼苗的生长;喷施SNP预处理显著缓解了NaCl胁迫对幼苗生长的抑制,明显降低了NaCl胁迫下叶片丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O_2~(·-))和H_2O_2的积累及过氧化氢酶(CAT)活性,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性;使抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量及(Spd+Spm)/Put比值显著提高,而MB逆转了SNP对NaCl胁迫幼苗生长的促进作用及MDA、H_2O_2、CAT、POD、ASA、GSH和(Spd+Spm)/Put的调节作用,但对SNP调节O_2~(·-)、SOD和APX的效应无明显影响.表明外源NO可能通过GC介导的cGMP依赖和非cGMP依赖两条途径参与盐胁迫下活性氧代谢的调节,从而缓解盐胁迫导致的氧化损伤,促进多裂骆驼蓬幼苗的生长.     

水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧光参数和光合速率的影响

利用OS－30型叶绿素荧光分析研究水分胁迫对小麦旗叶叶绿素a荧光动力学参数的影响，结果表明，水分胁迫下旗叶的T1／2值减少，旗叶光系统II（PSII）原初光能转化效率（Fv/Fm)和潜在活性（Fv/F0)降低，光合作用的潜在活力降低，影响了光合电子的传递和CO2同化的正常进行，表现在可变荧淬 灭速率（ΔFv/Fo)减慢，可变荧光下降比值（Rfd=ΔFv/Ft)减小，进而影响冬小麦旗叶的光合速率，同时还讨论了水分胁迫对叶水势的影响。     

基于红外热图像的棉花花铃期CWSI与光合参数关系的研究

在新疆生态气候条件下,采用膜下滴灌植棉技术,利用Fluke红外热像仪获取新陆早13号和新陆早33号两棉花品种在1 050m3/hm2,2 100 m3/hm2,4 200 m3/hm2,5 300 m3/hm24水平水分处理条件下花铃期冠层红外热图像;应用图像处理技术,提取棉花冠层受光叶片温度,将人工参考湿表面(WARS)的温度运用到Jones(1992)定义的水分胁迫指数(CWSI)的经验公式中,计算CWSI;同时,用LI-6400便携式光合仪测得相应叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),研究花铃期棉花冠层不同程度水分CWSI与Pn、Gs和Tr的相关性。结果表明,水分胁迫下随Pn、Gs和Tr的降低,CWSI升高,CWSI的临界值应在0.37~0.40。水分胁迫与非水分胁迫间,棉花冠层CWSI存在显著性的差异(α=0.05),水分胁迫下CWSI值较高;花铃期CWSI分别与Pn、Gs和Tr显著负相关(RCWSI-Pn=-0.8533**,RCWSI-Gs=-0.7771**,RCWSI-Tr=-0.8063**),花铃期CWSI与Pn、Gs和Tr可同步反映棉花冠层的水分状况。     

土壤水分胁迫对紫花苜蓿光合特性及其生物量的影响

紫花苜蓿是我国重要的豆科牧草,具有较强的抗旱能力,而水分亏缺是影响其产量的主要逆境因子之一。通过大田试验对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性及产量进行研究,结果表明:①土壤水分胁迫对紫花苜蓿光响应参数影响显著(P<0.05),随着水分胁迫的加剧,最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点逐渐降低,暗呼吸速率、光补偿点逐渐升高,从而直接影响紫花苜蓿光合作用对弱光的吸收和转化效率。②随着水分胁迫的加剧紫花苜蓿叶片的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)呈显著的下降趋势,气孔导度(Gs)呈先下降后上升的趋势,表明轻度水分胁迫下气孔因素是Pn下降的主要因素,中度和重度水分胁迫下非气孔因素是Pn降低的主要因素。③当光合有效辐射(PAR)为1200μmol·m^-2·s^-1时,轻度水分胁迫的水分利用效率(WUE)显著大于充分灌溉的WUE(P<0.05),表明适度水分胁迫可提高紫花苜蓿叶片的水分利用效率。④轻度水分胁迫与充分灌溉干草产量之间无显著差异,表明轻度水分胁迫能达到高产节水的目的。     

黑斑毒素对感病和抗病向日葵叶组织超微结构的影响

 本文用向日葵黑斑病菌毒素处理20日龄苗向日葵的第2对真叶,来研究毒素对叶细胞超微结构的影响。结果表明:毒素处理后,叶细胞的细胞壁变形,质壁分离,质膜断裂,叶绿体膜、线粒体膜、核膜膨胀、断裂,内部间质电子透明化,叶绿体片层排列紊乱,线粒体脊膨胀甚至消失,损害发生早和严重的是叶绿体片层和质膜,抗病品种的膜系统比感病品种的受害轻,近细胞壁处有电子密集物沉积。     

PEG胁迫下Ca2+和钙调素拮抗剂W7对不同品种番茄幼苗抗氧化系统的影响

以耐旱性不同的2个番茄品种为试材,采用营养液水培法,研究了钙、钙调素拮抗剂W7[N-(6-aminohexyl) -5-chloro-1-naphthalene sulfonami de]预处理对聚乙二醇模拟干旱胁迫下番茄幼苗抗氧化系统的影响.结果表明,钙调素拮抗剂W7浸种处理显著提高了番茄幼苗丙二醛(MDA)、H2O2含量和O2 ()/(*)]产生速率,抑制了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,加剧了抗坏血酸(A sA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的破坏;而Ca 2+处理显著降低了PEG胁迫下番茄幼苗MDA 、H2O2含量和O2 ()/(*)产生速率,提高了SOD、POD活性,减轻了胁迫对AsA和GSH的破坏.相同处理条件下,耐旱性强的品种'毛粉802'较耐旱性弱的品种'皇冠'伤害程度轻,Ca 2+-CaM信号系统对缓解番茄PEG胁迫具有重要作用.     

梨叶片感染轮纹病菌后的生理变化

梨叶片被轮纹病菌感染后,多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性均显著下降。但叶片内丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O₂-)的产生速率上升;还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(ASA)含量降低。这些结果表明,梨叶片被轮纹病菌感染后,叶内活性氧消除系统被破坏,而叶内膜脂过氧化作用加强是最终导致梨叶片受害的原因。     

土壤水分有效性对梨枣叶片光合参数和抗旱性的影响

利用自动称量和补水系统,对三年生梨枣树进行适宜水分、轻度和重度干旱三种土壤水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%±5%、60%±5%和45%±5%),旨在探究不同土壤水分对梨枣叶片光合参数和抗旱性的影响。结果表明:(1)轻度干旱对梨枣叶片的光合参数没有显著影响,但重度干旱引起净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和光能利用率(LUE)明显降低,而水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)增加。(2)轻度干旱对梨枣叶片丙二醛(MDA)含量影响不大,过氧化氢酶(CAT)活性则显著上升;而重度干旱下MDA含量显著上升,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量明显升高,但仍不能消除重度干旱对梨枣叶片膜系统造成的严重伤害。因此,轻度干旱并未引发梨枣叶片显著的生物学胁迫,而在重度干旱条件下梨枣叶片的光合能力和膜系统均受到严重影响。     

甘肃民勤荒漠绿洲区调亏灌溉对西瓜水分利用效率、产量与品质的影响

2005～2006年在甘肃民勤地区对大田西瓜进行了调亏灌溉试验,结果表明:水分亏缺同时降低了土壤含水率和作物的蒸腾速率,土壤含水率的降低减少了作物的棵间蒸发,二者综合作用降低了土壤的水分消耗速率;开花-座果期的水分亏缺会同时降低西瓜的蒸腾速率、光合速率和单叶片水平的水分利用效率,并且最终会造成产量的下降;座果-膨大阶段轻度水分亏缺处理在复水后获得补偿生长的效应,产量高于充分灌水的对照;各调亏处理均不同程度提高了西瓜的Vc含量和可溶固形物浓度,其中以座果-膨大期进行水分亏缺的处理提高程度最大.综合考虑不同调亏处理对西瓜各项指标的影响,座果-膨大期轻度的水分亏缺不仅提高了果实的Vc含量和可溶固形物浓度,而且与对照相比,产量也有所提高,达到了大量节水而不减产,提高水分利用效率,改善果实品质的综合效应,是实施调亏灌溉的理想阶段.     

Allelochemical ethyl 2-methyl acetoacetate (EMA) induces oxidative damage and antioxidant responses in Phaeodactylum tricornutum

Ethyl 2-methyl acetoacetate (EMA) is a novel allelochemical exhibiting inhibitory effects on the growth of marine unicellular alga Phaeodactylum tricornutum (P. tricornutum). Oxidative damage and antioxidant responses in P. tricornutum were investigated to elucidate the mechanism involved in EMA inhibition on algal growth. The increase in reactive oxygen species (ROS) levels and malondialdehyde (MDA) contents following exposure to EMA suggested that alga was suffered from oxidative stress and severely damaged. The decrease in cell activity and cellular inclusions suggested that cell growth was greatly inhibited. The activities of the antioxidant enzymes including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), glutathione peroxide (GSH-PX) and glutathione S-transferase (GST) increased with the exposure concentration and decreased with the prolongation of exposure time. Cellular ascorbic acid (AsA) and reduced glutathione (GSH) systems were also involved in resisting oxidative stress of EMA by altering the composition of AsA and GSH pools. EMA exposure increased the contents of AsA, GSH, dehydroascorbate (DAsA) and glutathione (GSSG). However, the regeneration rate of AsA/DAsA did not change obviously between treatments and the control, while that of GSH/GSSG decreased significantly under 14 mmol/L EMA exposure on the 3rd day. These results showed that EMA-induced oxidative damage might be responsible for EMA inhibition on P. tricornutum growth and cellular antioxidant enzymes and non-enzymatic antioxidants were improved to counteract the oxidative stress.     

Compost enhances plant resistance against the bacterial wilt pathogen Ralstonia solanacearum via up-regulation of ascorbate-glutathione redox cycle

The interactions between the pathogen Ralstonia solanacearum and potato Solanum tuberosum plants were studied to investigate the reactive oxygen species metabolic system and ascorbate (ASC)-glutathione (GSH) redox cycle in response to compost application. Single potato eyepieces were germinated and grown in pots containing sandy soil with or without compost at a rate of 7.5 g kg^?1 soil. Non-compost- and compost-treated plants (CTP) were inoculated with R. solanacearum 25 days after planting and then analyzed after 10 days, unless otherwise stated. The present results revealed that pathogen infection caused a remarkable decrease in plant growth related parameters and productivity and an increase in disease incidence. However, under these conditions compost had substantially improved plant growth and decreased disease incidence and bacterial population. R. solanacearum resulted in significant enhancement in the activities of NADPH oxidase, lipoxygenase, the production rate of superoxide and hydroxyl radicals, levels of hydrogen peroxide, membrane lipid peroxidation, and protein oxidation indicating the induction of oxidative stress in potato roots. However, the pathogen-mediated enhancement in indices of oxidative stress was considerably decreased by compost application, which enhanced the activities of ascorbate peroxidase (APX, EC 1.11.1.11), monodehydroascorbate reductase (MDHAR, EC 1.6.5.4), dehydroascorbate reductase (DHAR, EC 1.8.5.1) and glutathione reductase (GR, EC 1.6.4.2) in infected potato plants, implying a better ROS-scavenging activity. Data also indicated that there were general increases in ASC and GSH content in infected compost treated plants, but non-compost treated ones significantly had lower levels of such redox metabolites. In addition, significantly higher ratios of ASC/DHA (dehydroascorbate) and GSH/GSSG (glutathione disulphide) were generally found in CTP than in non-compost treated-ones. The obtained results suggest that compost provides effective protection against the Ralstonia bacterial pathogen via up-regulation of the capacity of the ASC-GSH cycle and modulation of the cellular redox status, thereby eliminating ROS damage and sustaining membrane stability.     

水分胁迫对不同品种甜高粱幼苗保护酶活性等生理特性的影响

以两个甜高粱品种为材料,研究不同浓度PEG-6000渗透溶液对甜高粱幼苗保护酶活性等生理特性的影响,比较不同品种间的抗旱性差异。结果表明:10%、20%PEG胁迫下两个品种甜高粱幼苗叶片相对含水量下降,质膜相对透性、丙二醛及脯氨酸含量增大,其中农家品种变幅较大;随着PEG胁迫浓度的增加,两个品种叶片还原型谷光苷肽(GSH)含量降低,20%PEG胁迫下甜新2号GSH含量高于农家品种;两种PEG浓度处理下,甜新2号叶片抗氧化酶(APX、POD、SOD、CAT)活性高于农家品种。综合分析表明,相对于农家品种,甜新2号具有较强的抗旱性。     

樟子松幼苗水力结构参数和生长特征对模拟降水梯度的响应

水分是影响樟子松生长和存活的关键因素,为弄清樟子松幼苗对水分胁迫的响应过程,采用人工控制降水处理方法 (105%年均降水量：500 mm,无干旱; 74%年均降水量: 350 mm,轻度干旱;42%年均降水量: 200 mm,干旱),监测了2 a生樟子松幼苗水力结构和生长特征对降水处理的响应。结果表明：随着降水量减少,幼苗水分饱和亏缺没有发生显著变化;轻度干旱下幼苗组织密度显著增加,干旱下幼苗失水系数显著降低;表明樟子松幼苗的保水、抗旱能力随干旱胁迫程度增强而增加。干旱胁迫显著降低了株高、基径和各器官生物量的增加量,轻度干旱胁迫下幼苗根重比和根冠比显著增加,表明轻度干旱胁迫改变了生物量分配格局,促使幼苗向有利于水分维持方向的发展策略;与轻度干旱相比,干旱胁迫下幼苗生物量分配策略并没有发生明显变化。樟子松幼苗可以通过改变水力结构特征和生物量分配策略来适应轻度干旱;而在干旱下幼苗仅改变水力结构特征,不利于其在干旱环境下生存。     

霸王树的抗盐性研究

鉴于在干旱区农业中利用盐水资源的需求,我们对霸王树在水培生长中的抗盐性进行了研究。NaCl浓度范围为5(对照)至200molm~(-3)。结果表明,叶状枝的生长对盐敏感,在盐浓度为50molm~(-3)时,生长量为对照的60%。根茎比仅在浓度为200molm~(-3)时才显著降低。对其它不同指标也进行了研究,例如水分含量、Na、K及Cl含量、渗透压和CO_2吸收等。这些指标中,叶状枝水分含量和CO_2吸收的降低均与叶状枝生长降低相联系。含盐量增高使叶状枝渗透压增加,这同组织脱水有关。我们认为霸王树在盐水胁迫下不产生渗透压的调节作用。     

干旱-低温交叉逆境下小麦活性氧清除系统的变化与交叉适应的关系

采用人工气候箱砂培的方法研究了干旱、低温交叉逆境下2个小麦品种活性氧清除系统的变化与交叉适应的关系.结果表明,经单一逆境(干旱或低温)处理后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低,过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸(AsA)含量有所升高,但总体表现出活性氧清除系统功能降低,质膜相对透性增大(膜系统受损).经2种逆境交叉处理后,保护酶活性及抗氧化剂含量均明显增高,质膜相对透性降低至接近正常水平.表明小麦幼苗对干旱和低温逆境存在着明显的交叉适应现象,经一种逆境处理后可提高对另一逆境的抗性.外施脱落酸(ABA)处理同样也能明显提高逆境下小麦活性氧清除系统的功能,增强对干旱和低温逆境的抗性.这些现象表明植物对不同逆境的适应存在着某些共同的生理基础,而这些生理基础与ABA有关.