PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗内源激素对NO的响应

以紫花苜蓿幼苗为材料,采用聚乙二醇（PEG-6000）为渗透调节物质模拟干旱胁迫,通过外源喷施NO释放剂硝普钠（SNP）和清除剂（cPTIO）,用液相色谱/质谱联用（LC/MS）法分析研究PEG胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片和根系中4种内源激素脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、水杨酸（SA）和赤霉素（GA₃）对NO的响应。结果表明：1）PEG胁迫下施加外源NO能促进紫花苜蓿叶片和根中NO含量的增加,其清除剂明显降低了紫花苜蓿叶片中NO含量;2）随着处理时间的延长,叶片和根中的ABA和SA含量逐渐增加,而根系中ABA和SA含量的增加较叶片晚。在胁迫第8天,叶中外源NO处理的ABA含量比SA含量高6.68倍,而喷施NO清除剂的ABA含量比SA含量高77.22%,并且叶中外源NO处理的ABA含量明显高于根中;3）NO会在短期内诱导叶片和根系中IAA和GA₃含量增加,在胁迫的第4天,叶片中外源NO处理的IAA含量高于其清除剂1.65倍,而根中喷施NO清除剂的IAA含量比NO处理高8.70%;叶片和根中NO处理的GA₃含量在第2天达到最大值后降低,比喷施NO清除剂的GA₃含量分别高54.49%和84.65%。综上所述,NO可通过诱导紫花苜蓿IAA、ABA、GA₃和SA四种激素的代谢水平及根中的相互转化调控植物的生长与抗逆性,尤其是ABA和SA在紫花苜蓿中的调节。     

外源一氧化氮(NO)对低温胁迫下南瓜幼苗氧化损伤的保护效应

探讨外源 NO 供体硝普钠(SNP)对冷害胁迫下南瓜生长和氧化损伤的内在机制。以南瓜银辉2号和青栗为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究 SNP(100 μmol/L)对冷害胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、有机渗透调节物质含量及活性氧代谢的影响。结果表明,冷害导致南瓜幼苗活性氧积累增加,膜质过氧化加剧,光合色素含量下降,渗透调节能力降低,从而显著抑制南瓜幼苗的生长;正常生长条件下, SNP显著提高了超氧化物歧化酶(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)活性,显著增加幼苗地上和地下部干重及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H₂O₂)、类胡萝卜素和氨基酸总量;8 ℃/5 ℃(昼/夜)的低温胁迫下,叶面喷施外源100 μmol/L NO供体硝普钠(SNP),促进了植株生长和干物质积累,显著提高了叶片SOD、POD、APX 和GR的活性以及Pro和可溶性糖含量,减少了H₂O₂和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累;外源NO明显提高了南瓜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量、抗坏血酸(ASA)、GSH和可溶性蛋白及氨基酸总量。低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性、抗氧化剂及有机渗透调节物质含量的提高,降低H₂O₂和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,维持了冷害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜的抗冷性。试验条件下,NO对银辉2号的促进作用大于青栗。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗抗氧化酶活性和生长的影响

为了探讨外源NO是否能减轻盐胁迫对燕麦（Avena sativa）幼苗的伤害,以水培生长到四叶一心的燕麦幼苗为研究材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,探讨了0.06 mmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理对白燕6号和内散2号2个燕麦品种幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及丙二醛(MDA）含量、质膜透性、叶绿素含量和植株干质量的影响。结果表明,NaCl胁迫下,施入外源NO可提高燕麦叶片SOD、CAT、POD和APX活性,降低MDA含量和质膜透性,并能缓解叶绿素含量的下降,提高植株干质量,从而减轻NaCl胁迫对燕麦幼苗的伤害;但外源NO对不同抗氧化酶活性影响不同,其中对提高SOD、CAT、APX活性的作用相对较大,而对提高POD活性的作用相对较小。     

一氧化氮参与调节PEG渗透胁迫下白三叶抗氧化酶活性及其基因表达

以 ‘拉丁诺’ 白三叶为材料,采用药理学实验,研究15%PEG-6000渗透胁迫下,离体叶片内源NO荧光产生及NO含量动态变化,NO清除剂及合成抑制剂对白三叶叶片抗氧化酶活性及其基因表达量的影响以及外源NO供体(SNP)对渗透胁迫的缓解效应。渗透胁迫可诱导白三叶叶片NO荧光产生,NO含量升高,提高抗氧化酶活性,上调抗氧化酶基因表达水平,而Hb、NR、NaVO₃和L-NAME则显著抑制了胁迫诱导的NO含量、抗氧化酶活性及其基因表达水平的提升;外源根施50 μmol/L SNP促进了胁迫下叶片抗氧化酶活性的提高,并有效减缓了相对含水量的下降,抑制电解质渗透率(EL)和MDA含量的升高。以上结果表明,NO是白三叶响应渗透胁迫的重要信号分子,并可能通过调控氧化酶基因表达和提高抗氧化酶活性,以减轻渗透胁迫对白三叶幼苗的过氧化伤害。     

外源NO对镉胁迫下草地早熟禾幼苗根系生长及生理的影响

为了探究外源NO对镉胁迫下草地早熟禾幼苗生理特性的影响,以草地早熟禾品种午夜(Poa pratensis cv.Midnight)为试验材料,研究在1 000μmol/L的镉胁迫下, 50μmol/L的外源NO对镉胁迫的缓解效应,试验共设置4个处理CK(蒸馏水)、Cd、NO、Cd+NO。NO供体硝普钠(SNP)采用叶面喷施,Cd处理采用根部施入,测定NO对草地早熟禾幼苗叶片相对含水量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、抗氧化酶活性及根系总根长、根表面积、根尖数、分支数、交叉数的影响。结果表明:Cd胁迫可降低早熟禾相对含水量,抗氧化酶活性,增加MDA和脯氨酸的积累,抑制根系生长;Cd胁迫下添加NO可增加草地早熟禾叶片相对含水量,提高抗氧化酶活性,减少MDA和游离脯氨酸的累积,增加总根长、总根表面积、根尖数、分支数、交叉数。试验表明1000μmol/L的镉胁迫可加重草地早熟禾氧化损伤,抑制草地早熟禾幼苗生长,施加50μmol/L NO可提高抗氧化酶活性,降低游离脯氨酸的累积和促进根系生长,缓解镉胁迫对草地早熟禾的生长抑制。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的保护作用

用不同浓度的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理100 mmol/L NaCl胁迫下一年生燕麦草幼苗,研究了外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的影响.结果表明,外源NO可缓解NaCl胁迫造成的燕麦幼苗膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的升高,促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,并能缓解叶绿素含量的降解,提高可溶性糖的含量.而且NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.2 mmol/L SNP处理效果最为显著.     

外源NO对干旱胁迫下板蓝根叶片氧化损伤的保护作用

采用10%的聚乙二醇6000对板蓝根(Strobilanthes cusia)叶片进行干旱胁迫处理8d,并添加不同浓度的一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP),研究外源NO处理对干旱胁迫下板蓝根叶片氧化损伤的影响。结果表明,随着干旱胁迫的加强,外源NO处理促进干旱胁迫下板蓝根叶片脯氨酸(Pro)积累和可溶性糖含量的提高,且低浓度的NO能提高SOD酶和POD酶的活性,而高浓度的NO则抑制这2种酶的活性。相同处理下丙二醛(MDA)含量的变化都呈现下降趋势,而低浓度的SNP使MDA含量下降的更大。表明外源NO处理提高了板蓝根的抗旱性。     

外源NO对盐胁迫下沙打旺种子萌发和幼苗生长的影响

本研究以沙打旺(Astragalus adsurgens)种子为材料,硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为外源NO供体,测定不同浓度(30、60、90、120、150、200、300μmol·L~(-1))SNP处理盐胁迫(0.3%)下沙打旺的种子萌发和幼苗生长,以此探讨NaCl胁迫下外源NO在沙打旺种子萌发和幼苗生长过程中的生理调节功能。结果表明,沙打旺种子和幼苗经SNP处理后,除300μmol·L~(-1) SNP处理对盐胁迫下沙打旺种子萌发和幼苗生长起到一定的抑制作用外,其余SNP处理组均能不同程度地减缓盐胁迫造成的损伤;60μmol·L~(-1)SNP能显著降低盐胁迫对沙打旺种子造成的伤害(P0.05),该处理下沙打旺种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长较单盐对照分别提高了54.5%、22.6%、58.2%、112.0%、43.7%,并且接近或略高于空白对照;120μmol·L~(-1)SNP明显减轻了盐对沙打旺幼苗的胁迫(P0.05),沙打旺幼苗叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性分别较单盐对照提高了208.91%、117.565%、40.24%和89.95%,丙二醛含量降低了32.55%。综上所述,适宜浓度的外源NO能够提高盐胁迫下沙打旺种子的萌发,促进幼苗叶绿素的合成,降低丙二醛含量,减少膜脂过氧化产物,保护叶绿体膜的完整性,提高SOD、CAT和POD活性,抑制过氧化物和自由基的积累,加快幼苗生长,从而缓解盐胁迫对沙打旺幼苗的伤害。     

外源NO对NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化能力及光合特性的影响

试验采用硝普钠(SNP)为NO供体,夏枯草幼苗为材料,研究外源0.01~0.50 mmol/L SNP对70 mmol/L NaCl胁迫下夏枯草幼苗抗氧化系统、光合参数与叶绿素荧光参数的影响。结果表明,0.05~0.10mmol/L SNP可以缓解NaCl胁迫对夏枯草幼苗造成的伤害,其中0.10mmol/L SNP缓解效果最显著,该处理显著提高了NaCl胁迫下夏枯草幼苗叶片的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低了电导率与丙二醛(MDA)的含量。显著提高了夏枯草叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量、总叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)与蒸腾速率(Tr),降低了胞间CO2浓度(Ci)。叶绿素荧光动力学参数显示,0.10mmol/L SNP处理显著降低了NaCl胁迫下夏枯草幼苗的初始荧光(Fo)与非光化学荧光猝灭系数(NPQ),提高了最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)。外源NO通过提高抗氧化酶活性,来减少脂质过氧化作用,减少光抑制对PSⅡ的破坏,提高光化学能力,增强夏枯草叶片的光合能力,从而最终提高夏枯草的抗盐能力。本试验条件下,以0.10mmol/L SNP处理效果最为显著。     

外源水杨酸对苜蓿幼苗盐胁迫的缓解效应

为明确外源水杨酸提高苜蓿抗盐的生理生化机制,以“甘农3号” 苜蓿品种为材料,在150 mmol/L NaCl胁迫条件下,采用叶面喷施方法,研究外源水杨酸(salicylic acid,SA)对苜蓿幼苗生长、有机渗透调节物质含量及抗氧化系统的影响。结果表明,盐胁迫显著抑制了苜蓿幼苗生长,盐胁迫下添加0.25 mmol/L外源SA后,苜蓿幼苗的株高、根长、鲜重,植株叶绿素含量显著升高,叶片和根系中游离脯氨酸、丙二醛(MDA)含量显著降低,可溶性蛋白含量显著增加;叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高,过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量未发生变化;根系中GPX活性、AsA和GSH含量显著升高,SOD、CAT和APX活性则未发生变化,说明外源SA处理能调控苜蓿幼苗有机渗透调节物质含量和抗氧化保护系统,缓解盐胁迫对苜蓿植株的伤害。     

盐胁迫下豌豆幼苗对内外源NO的生理生化响应

以豌豆品种“陇豌一号”为材料,用NO供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO及硝普钠类似物亚铁氰化钠处理豌豆幼苗,研究了内外源NO对盐胁迫下豌豆幼苗生长的影响。结果表明:添加外源NO能明显使盐胁迫下豌豆幼苗胚芽和胚根长、幼苗干重、根冠比及叶绿素含量增加(P<0.05),可溶性蛋白和可溶性糖含量升高,豌豆幼苗叶片SOD、POD和CAT 活性增加(P<0.05),叶片质膜相对透性降低,还能减缓MDA含量的上升并提高脯氨酸含量。内源NO对盐胁迫下豌豆幼苗胚芽生长、幼苗干重、可溶性糖含量、MDA含量以及SOD、CAT活性均具有明显的调节作用。因此,内外源NO均可缓解盐胁迫对豌豆幼苗的伤害。     

外源NO对镉胁迫下黑麦草生长的缓解效应

为研究外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长的缓解效应,采用营养液培养,研究了不同浓度硝普钠对100μmol/L CdCl2胁迫下黑麦草生理特性的影响。结果表明,SNP能显著缓解Cd胁迫对黑麦草植株造成的伤害,可明显提高黑麦草的生长量、叶绿素含量、脯氨酸(Pro)含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs),降低过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O2.-)产生速率、胞间CO2浓度(Ci);抑制了Cd向地上部的转运,与100μmol/L SNP处理相比,50、200和400μmol/L SNP处理对黑麦草Cd胁迫的缓解作用明显降低。说明适宜浓度的外源NO作为化学诱抗剂,可以诱导黑麦草的抗逆性的增强,减轻和缓解Cd胁迫的伤害。     

遮荫胁迫下外源一氧化氮对高羊茅的生理调控作用

用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理遮荫胁迫下的2个高羊茅(Festuca arundinacea)品种,探讨外源NO对遮荫胁迫下其叶绿素含量、膜透性、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性及脯氨酸(Pro)含量的影响。结果表明:外源NO可以显著提高遮荫胁迫下高羊茅叶片的叶绿素含量(P<0.05),减弱质膜相对透性的增加,减缓膜质过氧化产物MDA含量的升高,促进Pro的积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性(P<0.05)。遮荫胁迫下高羊茅品种踏火二号的电解质渗透率、MDA含量、CAT活性和Pro含量的变化显著(P<0.05),NO的作用效果更明显。表明外源NO对遮荫胁迫下的高羊茅具有一定的保护作用,且存在品种差异。     

外源一氧化氮对遮阴胁迫下高羊茅抗氧化系统的调控机理

在不同遮阴胁迫下（20%遮阴、60%遮阴和90%遮阴）,采用叶面喷施外源一氧化氮（NO）方法,研究了外源NO对遮阴胁迫下高羊茅瑞德3号（Festuca arundinacea ‘Arid 3’）的形态指标、叶绿素含量、膜透性、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响。结果表明：20%遮阴对高羊茅植株几乎没有伤害,而60%和90%遮阴的伤害作用较严重,并且随着遮阴时间的增加高羊茅受伤害程度加强。外源NO可以显著提高遮阴胁迫下高羊茅叶片的叶绿素含量,降低质膜相对透性的增加,减少膜质过氧化产物MDA含量的升高,促进脯氨酸的积累,提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性。外源NO的保护作用随着遮阴时间与遮阴强度的增加而变化,外源NO对20%遮阴和60%遮阴的高羊茅效果较好,而对90%遮阴高羊茅效果较差;此外,随着遮阴时间增加,外源NO对不同遮阴强度高羊茅作用效果不同,处理14 d效果较好。综上表明,外源NO对遮阴胁迫下的高羊茅具有一定的保护作用,但是这种保护作用随着遮阴时间与遮阴强度的增加而下降。     

外源一氧化氮对渗透胁迫下黑麦草幼苗光合和生物发光特性的影响

为了探讨一氧化氮(NO)对渗透胁迫下牧草光合生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对15% PEG 6000(-0.5 MPa)渗透胁迫下黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和生物发光强度的影响。结果表明,在渗透胁迫下,外施100 μmol/L SNP显著提高了黑麦草叶片中光合色素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ),明显降低了胞间CO₂浓度(C_i)、PSⅡ激发压(1-q^P) 和非光化学猝灭(NPQ)及超弱发光强度、荧光强度和磷光强度。但SNP的这种效应可被NO的清除剂血红蛋白(Hb)所逆转。而100 μmol/L的 NO_x^-(NO的分解产物)或Na₃Fe(CN)₆ (SNP的相似物或分解产物)对渗透胁迫无显著改善。表明NO可能通过提高光合色素含量和光能利用率,降低生物发光强度,缓解渗透胁迫对黑麦草光合机构的破坏和光合速率的抑制。     

NO 介导的 Ca2＋信号在干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及抗氧化酶中的传导作用研究

本试验以紫花苜蓿种子为试验材料,添加外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)、CaCl_2及抑制剂亚甲基蓝(methylene blue,MB)和LaCl_3,对种子进行浸种处理,以研究NO介导的Ca~(2+)信号在干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及抗氧化酶中的传导作用。结果表明,15%PEG胁迫下紫花苜蓿种子萌发受到明显抑制,当外源添加NO或Ca~(2+)处理后萌发指标均有上升,外施0.1mmol/L SNP或10mmol/L CaCl_2都能有效缓解PEG对紫花苜蓿种子的胁迫伤害。干旱胁迫下NO+Ca~(2+)共处理时效果最为显著,萌发率较SNP处理提高了8.96%,较CaCl_2处理提高了19.67%。共处理时比SNP、CaCl_2处理时提高了种子淀粉酶活性、淀粉含量、可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量,降低了MDA含量和超氧阴离子产生速率,显著提高了SOD,POD,CAT活性。其中淀粉酶活性、淀粉含量、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量以及POD活性的变化中,均表现出:NO和Ca~(2+)共处理下各指标变化要慢于单一处理。当添加外源NO的同时添加Ca~(2+)通道抑制剂La~(3+),NO的促进效果受到抑制,而添加外源Ca~(2+)的同时添加NO抑制剂亚甲基蓝,Ca~(2+)的促进效果受到抑制,表明NO经由Ca~(2+)信号通路调控干旱胁迫下紫花苜蓿的信号传导。     

一氧化氮参与盐胁迫下黑麦草幼苗脯氨酸积累的调控

以黑麦草(Loliumperenne L.)幼苗为材料,采用溶液培养方法研究了150 mmol·L^-1 NaCl胁迫下根尖和叶片中一氧化氮(NO)产生和脯氨酸(Pro)积累的关系,以探讨NO在盐胁迫下诱导Pro积累中的调节作用。结果表明:NaCl胁迫下黑麦草幼苗根尖和叶片中Pro和NO含量增加,Pro合成的关键酶吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性提高,而Pro降解的关键酶脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性下降。100μmol·L^-1外源NO供体硝普钠(SNP)促进了NaCl胁迫下幼苗根尖和叶片中Pro的积累及P5CS活性的提高,降低了ProDH活性;NO清除剂cPTIO和合成抑制剂L-NAME,NaN₃逆转了NaCl胁迫和SNP对Pro积累的诱导作用及P5CS,ProDH活性的调节作用。因此,NO可能通过P5CS和ProDH活性参与盐胁迫下Pro积累的调控。     

外源NO对高羊茅镉伤害缓解效应研究

为了探讨外源一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下高羊茅(Festuca arundinacea)生理响应的调节机制,采用水培方法,研究了不同浓度的NO供体硝普钠(SNP)对100 μ mol·L^-1CdCl₂胁迫下高羊茅幼苗生长、光合特性及矿质元素吸收的影响.结果表明:在Cd胁迫下,外施SNP能显著增加高羊茅叶片中NO含量,同时增加植株干重,提高根生长率和根系活力;增加叶片中叶绿素和类胡萝卜素的含量,提高净光合速率(P_{n)、增强PSII反应中心最大光能转换效率(Fv/Fm) 等指标,显著增强了高羊茅地上部分与根对Ca,Mg,Zn和Fe的吸收,抑制了Cd向地上部分的转运.综合各项指标来看,100 μmol·L^-1SNP效果最好,能够显著改善高羊茅叶片的光合活性,维持植株体内矿质元素平衡,从而缓解Cd胁迫对高羊茅光合作用的抑制,促进其生长并提高其耐受性.}