外源过氧化氢对盐胁迫下水稻幼苗根系生长和抗氧化系统的影响

通过添加外源H_2O_2的方式,研究了H_2O_2对盐胁迫下水稻幼苗根系形态和抗氧化系统的影响。结果表明,低浓度的H_2O_2(5~100μmol/L)均可促进盐胁迫下水稻幼苗根系生长和根毛分化,诱导根系SOD、POD和CAT活性增强,增加脯氨酸含量,降低MDA含量,增强其抗盐性,但H_2O_2处理浓度过高(500μmol/L)时反而加重了根系的氧化胁迫伤害。     

硝普钠浸种对低温胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响

低温是制约迟播小麦出苗和生长的关键因子。为明确低温胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的影响,探求缓解低温胁迫的调控途径是迟播小麦生产亟待解决的问题。本研究以扬麦16为试验材料,采用光照培养箱模拟低温的方法,以20/10℃(昼/夜)为对照,设置15/8℃和10/4℃共2个低温处理,分别模拟小麦适播期、迟播10 d和迟播20 d的温度条件,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)浸种对低温条件下小麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:低温显著降低了小麦种子发芽率和发芽指数,延长了发芽时间,并延缓了胚根和胚芽鞘的生长。硝普钠通过提高低温胁迫下种子α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性,促进种子贮藏淀粉的降解,提高种子可溶性糖和游离氨基酸含量,为种子萌发和出苗提供了物质来源,缓解了低温胁迫对种子萌发的抑制。同时,硝普钠显著提高了小麦根系和幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,降低了丙二醛(MDA)含量,提高了小麦植株的抗氧化能力,促进了低温胁迫下小麦幼苗的生长。因此,外源硝普钠浸种有利于迟播小麦种子萌发和壮苗形成,可在迟播小麦栽培中予以考虑。     

外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗生长的影响

为明确外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗生长的影响及其生化机理,采用温室水培的方式,以豫麦49(耐高铵品种)和鲁麦15(高铵敏感型品种)为材料,研究了外源硝态氮对高铵胁迫下小麦幼苗形态、激素含量和抗氧化系统的影响。结果表明,高铵胁迫条件下,外源硝态氮显著增加两个小麦品种株高、根长、干重,其中鲁麦15的地上部干重增加量高于豫麦49,而根系干重增加量则表现为豫麦49高于鲁麦15。高铵胁迫下,两个小麦品种植株的IAA、CTK含量、IAA/CTK显著低于对照;外源硝态氮处理5 d后,豫麦49地上部和根系IAA含量、根系CTK含量显著增加,恢复至对照水平;鲁麦15植株虽亦表现显著增加,但仍低于对照。另外,外源硝态氮对高铵胁迫下两个小麦品种地上部和根系的O■释放速率、SOD和POD活性及MDA含量没有显著影响。综上,外源硝态氮缓解小麦幼苗生长高铵胁迫的原因可能是通过增加IAA和CTK合成和转运,影响IAA和CTK之间的平衡,进而达到缓解效果。品种间比较,耐铵型品种豫麦49缓解作用可能源于对地上部和根系IAA含量以及根系CTK含量的协同调控;而高铵敏感型品种鲁麦15的缓解作用可能主要源于对地上部IAA含量的调控。     

外源MeJA对盐胁迫下玉米幼苗生长及抗氧化酶基因表达的影响

采用盆栽试验,以玉米品种CT505为材料,研究外源茉莉酸甲酯(MeJA)对盐(NaCl)胁迫下玉米幼苗生长及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,与对照相比,150 mmol/L的NaCl处理降低了玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,减少了可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量的积累,促进了丙二醛(MDA)含量和质膜透性的增加。添加1.0μmol/L MeJA在一定程度上可以缓解盐胁迫对玉米幼苗的损伤,与盐胁迫处理相比,玉米幼苗的SOD、POD和CAT活性分别增加了41.33%、26.09%和80.14%,可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量分别上升了58.62%、12.20%和40.21%,相对电导率和MDA含量分别下降了9.29%和20.43%。外源MeJA能够提高盐胁迫下玉米幼苗的光合性能,与盐胁迫处理相比,其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著增加,胞间二氧化碳浓度(Ci)下降,SOD3、POD3、CAT1这3种抗氧化酶基因表达量显著增加,表明外源茉莉酸甲酯能够有效缓解玉米的盐胁迫损伤。     

外源脯氨酸对镍胁迫下小麦幼苗生长的影响

为探究外源脯氨酸对镍胁迫下小麦根系生长发育的影响,以小麦品种轮选988为材料,采用溶液培养法,研究了不同浓度的脯氨酸对10μmol·L~(-1) Ni~(2+)胁迫下小麦幼苗株高和根系生长的影响。结果发现,镍胁迫严重抑制小麦生长;而外施脯氨酸对小麦幼苗的株高和根系生长的各项指标均有正向效应,以外施5mmol·L~(-1)脯氨酸的效果最好。与单独Ni~(2+)胁迫相比,外施5mmol·L~(-1)脯氨酸后,小麦幼苗根长、株高、根鲜重和根干重分别上升了24.8%、12.5%、16.0%和20.0%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)活性分别升高了54.30%、43.00%、13.08%、67.67%;超氧阴离子(O_2~-·)自由基、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量分别下降了56.65%、34.54%、32.35%;渗透调节物质游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖的含量均显著下降;根系活力上升了233.83%。外源脯氨酸可以显著提高小麦根的抗氧化能力,进而增强小麦的抗逆性,缓解镍对小麦根系的毒害作用。     

外源钙对酸雨胁迫下花生幼苗生理特性的影响

以鲁花12号花生品种为试验材料,研究了外源钙对酸雨胁迫下花生幼苗抗氧化酶活性和膜脂过氧化特征的影响,结果表明,30～40 mmol/L外源Ca~(2+)能提高花生幼苗过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,同时降低了丙二醛MDA含量和细胞膜透性,缓解了酸雨胁迫对花生幼苗的伤害。     

外源钙对干旱胁迫下甜菜幼苗生长的影响

为了解 Ca²⁺对干旱胁迫的缓解作用,对甜菜品种‘KWS1176’幼苗喷施 0、5、10、20 mmol/L 4 个CaCl₂水平溶液处理,测定对干旱胁迫下的甜菜幼苗生长、生理生化特性的影响。结果表明：(1)叶面喷施 CaCl₂溶液可有效缓解干旱胁迫对甜菜幼苗生长造成的损伤。其中,10 mmol/L CaCl₂溶液处理下甜菜幼苗株高受到的抑制最小,长势最好,与 0 mmol/L相比提高 41.24%。(2)Ca²⁺可缓解干旱胁迫对甜菜幼苗光合特性的抑制。叶面喷施 10 mmol/L CaCl₂溶液对幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的缓解效果最佳,与 0 mmol/L相比,Pn、Tr、Gs分别提高70.62%、112.50%、67.00%,Ci 降低 32.77%。(3)干旱胁迫抑制了甜菜幼苗抗氧化酶活性,而 Ca²⁺可缓解其抑制作用。过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(AP...     

外源NO对铝胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响

利用水培法研究外源NO对铝胁迫（0.1 mmol/L）下生长的紫花苜蓿（WL525HQ）幼苗形态、生理特征的影响,揭示NO缓解紫花苜蓿铝毒的生理机制。结果表明：铝胁迫抑制了幼苗的生长,表现为株高、根长、叶面积、地上和地下部生物量显著降低。另一方面,降低了叶片中脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性,提高了根系脯氨酸含量（P<0.05）。施用外源NO后,紫花苜蓿在形态和生理方面对铝胁迫的响应发生了一些改变,且改变与NO的浓度有关。其中,低浓度NO缓解了铝胁迫对苜蓿幼苗主根伸长的抑制作用;中浓度NO则解除了铝胁迫对株高、根系表面积和体积的抑制作用,提高了地上和地下部生物量;高浓度NO显著地提高了苜蓿地上部和地下部脯氨酸含量和SOD活性。综上所述,外源NO能通过积累脯氨酸、增加SOD活性等方式,缓解铝胁迫对紫花苜蓿幼苗生长的抑制作用,促进地上部和地下部的物质积累。     

外源褪黑素对盐碱胁迫下小黑麦种子萌发幼苗生长、抗氧化能力的影响

为了解外源褪黑素对盐碱胁迫条件下小黑麦种子萌发、幼苗生长及抗氧能力的影响,以小黑麦品种东农96026为材料,通过种子萌发试验和水培试验分析了盐碱胁迫(NaCl、NaHCO3摩尔比1∶1混合)条件下外源褪黑素(浓度200μmol·L^-1)添加后,小黑麦种子萌发指标、生长指标、渗透调节物质含量、抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统相关酶活性和物质含量的变化。结果表明,外源褪黑素可显著提高盐碱胁迫条件下小黑麦的种子发芽率、发芽势和发芽指数,增加幼苗地上部分和根系的生物量,提高根系可溶性糖和可溶性蛋白含量。褪黑素可显著增强盐碱胁迫下小黑麦幼苗单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、抗坏血酸过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶活性,提高AsA和GSH含量及AsA/DHA和GSH/GSSG比值。由此说明,外源褪黑素能促进盐碱胁迫下小黑麦种子萌发和幼苗生长,提高渗透调节能力和抗氧化能力,从而有效地缓解盐碱胁迫对小黑麦生长发育的抑制效应。     

碱胁迫对花生幼苗根系形态及干物质累积的影响

探讨花生对碱胁迫的响应机制及耐碱阈值,可为盐碱地花生合理种植提供依据。采用盆栽试验,研究了不同碱性土壤(pH值为8.5、9.0和10.0)对两个不同类型花生品种(大花生花育22和小花生花育20)幼苗根系形态、农艺性状及植株干物质累积的影响。结果表明:(1)pH8.5处理对花生植株的抑制作用相对较小,两个花生品种仅根长及植株干重略低于对照(pH6.0处理)。(2)随土壤pH值升高,花生根系受抑制程度增加。pH9.0条件下,花育20的总根长、根体积及根表面积较对照分别降低73.3%、61.3%和65.5%,花育22分别降低69.6%、55.1%和63.9%。pH10.0条件下,花育20上述三个指标较对照分别降低98.9%、81.1%和96.6%,花育22分别降低98.8%、85.1%和96.8%。花生直径0~1mm根系长度、体积及表面积所占比例随pH值升高呈降低趋势,直径2mm以上根系所占比例增加,pH10.0处理更为明显。(3)高pH碱胁迫(pH9.0和10.0)抑制了花生地上部生长,表现为叶面积下降、各器官干物质重及根冠比降低。pH9.0条件下,花育20和花育22的整株干重分别比对照降低43.0%和29.4%;pH10.0条件下,干重分别降低74.8%和69.7%。综合各性状,花生种植土壤pH不宜超过8.5,花育22耐碱性好于花育20。     

过量表达Trxs对铝胁迫下转基因大麦幼苗根系抗氧化酶系的影响

为了解硫氧还蛋白的过量表达对提高植物抗铝毒能力的作用,以过量表达硫氧还蛋白S基因(Trxs)的转基因大麦为材料,采用水培法研究0.05 mmol/L AlCl3胁迫条件下转基因大麦株系(LSY-11-1-1)幼苗根系谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性的变化,以及蛋白质和膜脂氧化损伤程度.结果表明,(1)在0.05 mmol/L AlCl3处理下,大麦幼苗根中蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著高于非胁迫处理样品,但是转基因大麦的蛋白质羰基含量和丙二醛含量显著低于非转基因对照,如在铝胁迫处理的6、24、48、72和96 h时转基因大麦幼苗根中蛋白羰基含量分别只有对照的68.13%、52.39%、56.18%、58.02%和60.48%,MDA含量分别是对照的71.26%、74.47%、83.05%、73.65%与75.31%.(2)胁迫处理下大麦根系GSH-PX、CAT和APX等抗氧化酶活性出现不同程度的增加;与非转基因对照相比,转基因大麦幼苗根系抗氧化酶系的活性普遍高于对照,如GSH-PX活性在处理的3、24、48、72和96 h时分别是对照的1.1、1.2、1.8、1.6和1.6倍;APX在活性高峰时分别是对照的121%(3h)和119%(96 h);CAT活性在胁迫处理的3、12、24、48和72 h分别比对照提高了62%、11%、7%、34%和17%,而且转基因幼苗根系CAT活性高峰(处理3 h)比对照提前出现21 h(处理24 h)出现.这些结果表明过量表达Trxs可以有效地提高上述抗氧化酶类的活性,缓解铝毒对大麦根系蛋白质和膜脂的氧化损伤,从而提高转基因大麦幼苗对铝胁迫的抗性.     

氯化胆碱对低温胁迫下稻苗的保护作用

以不同浓度(0、 50、 100、 300、 500、 700、 1000 mg/ L)的氯化胆碱溶液浸种处理和叶面喷施稻苗,在3～4℃低温胁迫下,稻苗的超氧物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶等活性均显著地高于对照,其膜脂过氧化产物丙二醛产生量和电解质外渗率均低于对照,叶绿素残存量则高于对照;可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸等含量均明显高于对照;故经氯化胆碱处理者,其总含水量与对照间差异虽然不大,但束缚水含量增加而自由水含量减少。上述结果表明氯化胆碱能明显地保护处于低温胁迫下的稻苗的细胞膜系结构和提高其防冷性物质含量,从而增强稻苗的抗冷性。     

铝胁迫对花生根系的影响

花生发芽期、苗期和成熟期的根系性状研究表明,铝胁迫对花生根系的生长发育有较大的影响,Ａｌ＾３＋含量与胚根和胚轴的伸长呈显著负相关,不同基因型根系受铝毒危害有明显差异,耐铝基因型可能在根际形成ｐＨ障碍。早期直接测定花生根系性状指标,有助于评价和筛选耐铝毒材料。     

不同小麦品种苗期抗氧化特性及根系活力对盐胁迫的响应

为探讨不同耐盐性小麦品种苗期的生理差异,以小麦品种济麦22、青麦6号、德抗961、青丰1号为材料,在Hoagland营养液培养条件下,分析了NaCl胁迫对小麦幼苗叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质含量及根系活力的影响。结果表明,随盐浓度及胁迫时间的增加,叶片SOD活性、可溶性蛋白含量不同程度地减小;POD活性及根系活力呈先增后减趋势,且均在胁迫1 d时出现最大值;MDA含量、游离脯氨酸含量不同程度地升高。品种间6个指标因盐胁迫浓度及胁迫天数的不同表现出不同的差异性,其中根系活力对于品种耐盐性有较强的鉴定价值;耐盐性高的青麦6号、德抗961各指标均显著高于耐盐性弱的济麦22和青丰1号。     

干旱胁迫下冠菌素(COR)对花生幼苗叶片抗氧化酶活性及细胞膜透性的影响

在玻璃日光温室条件下,以花生品种鲁花11号为供试材料,系统研究了PEG-6000模拟干旱胁迫条件下COR对花生幼苗叶片抗氧化酶活性及细胞膜透性的影响。结果表明,正常水分条件下,0.01μmol·L~(-1) COR浸种对花生幼苗叶片相对含水量(RWC)、游离氨基酸含量、保护酶活性和细胞膜相对透性无明显影响;PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,COR浸种可显著提高SOD、POD、CAT活性,增加游离氨基酸含量,降低细胞膜相对透性,提高幼苗叶片RWC,从而降低干旱胁迫对花生幼苗造成的伤害。     

干旱胁迫对不同倍性小麦和八倍体小黑麦苗期光合能力与抗氧化系统的影响

为了解小麦进化过程中不同基因组及染色体倍数对小麦抗旱能力的影响,以二倍体、四倍体、六倍体小麦和八倍体小黑麦为材料,研究了聚乙二醇(PEG-6000)胁迫1d和3d后不同倍性小麦和小黑麦叶绿素荧光、气体交换参数、活性氧含量以及抗氧化酶活性的变化。结果表明,干旱胁迫3d后不同倍性小麦和八倍体小黑麦的相对水含量和叶绿素含量显著减少,气孔导度、蒸腾速率、光系统II最大光化学效率(Fv/Fm)以及光系统II实际量子产量(ΦPSII)降低,而非光化学淬灭(NPQ)、活性氧和丙二醛(MDA)含量显著上升,其中二倍体小麦变化最明显。干旱胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性呈现不同变化,SOD和POD活性先增后降,CAT活性降低,而APX活性增加,其中六倍体小麦抗氧化酶活性增加最显著。     

蔗糖对低磷胁迫条件下大豆苗期根系形态和物质积累的影响

为了研究施加外源蔗糖对低磷胁迫下苗期大豆的影响,以两个不同磷效率大豆为试验材料,设置3个磷浓度水平(0,0.05和0.50 mmol·L~(-1))和2个蔗糖浓度水平(0%和1%)处理,测定幼苗时期不同处理下大豆根系形态、蔗糖含量、磷积累和植株生物量的积累特征。结果显示:加入蔗糖后,磷高效品种的根尖数由平均高于磷低效大豆的28.5%升高至88.9%,蔗糖含量、根系磷积累以及根系生物量平均升高15.5%、7.2%和26.6%;而磷低效品种蔗糖含量、根系磷积累以及根系生物量平均升高18.4%、31.7%和50.6%。表明蔗糖处理对磷低效品种在生物量积累以及养分吸收方面影响更显著。     

低氮胁迫下大麦苗期株高和根长的遗传特性

为指导大麦耐低氮育种,以耐低氮大麦材料BI-04与低氮敏感材料BI-45衍生的F3群体为供试材料,利用主基因十多基因混合遗传模型,对低氮胁迫下大麦苗期的株高和根长性状进行了遗传分析.结果表明,低氮胁迫下,F3群体株高表现为13-4遗传模型,即2对主基因的等加性遗传模型,遗传率为30.99％,说明选育株高性状可以在相对较早的世代进行.F3群体根长则表现为A-0遗传模型,即无主基因遗传模型,说明选育根长性状需要在较晚世代进行.     

DEHP对玉米苗期光合特性及抗氧化能力的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,设置空白对照组(CK)及C1(50 mg/kg)、C2(100 mg/kg)、C3(150 mg/kg)3种不同浓度的DEHP(邻苯二甲酸二乙基己酯)处理玉米幼苗,对幼苗的生长情况、叶绿素含量、光合特性以及抗氧化酶活性等多个指标进行测定。结果表明,随着DEHP浓度的升高,玉米幼苗生长发育的抑制作用越明显,叶片中叶绿素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)显著降低,胞间二氧化碳浓度(C_i)显著升高,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)与光合性能指数(PI_ABS)均呈下降趋势,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Ru BP羧化酶)活性与磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶)活性均显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著下降,过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势,在DEHP浓度为50 mg/kg时达最大值。     

双酚A对大豆幼苗根系生长及体内含量的影响

双酚A(BPA)是一种代表性的环境内分泌干扰物,由于大规模的生产及广泛使用,其在环境中无处不在。与BPA对植物生长影响的研究工作相比,BPA的环境植物学作用机理,尤其是BPA影响植物生长的机理甚少报道。基于此,研究了BPA在大豆根系内含量的变化,以揭示BPA对大豆根系生长影响的直接作用机理。结果表明:在1.5mg·L-1BPA处理时大豆幼苗根系BPA含量为23.68μg·g-1,根系各生长指标(根鲜干重、总长、表面积及体积)均有所增加。当浓度增加至6.0 mg·L-1BPA处理时大豆幼苗根系BPA含量为9.87μg·g-1,根鲜干重、根表面积及体积下降,随着BPA处理组浓度的增加,根系内BPA含量逐渐增加,并至96.0 mg·L-1达到1 044.88μg·g-1,根系各生长指标受严重抑制。BPA胁迫解除后,大豆幼苗根系内BPA含量变化规律与胁迫期一致,并较胁迫期明显下降,各生长指标均有一定程度恢复,BPA剂量越低,恢复程度越高。