外源水杨酸缓解低温胁迫对玉米种子萌发和早期幼苗生长伤害的生理机制

为探讨低温胁迫下外源水杨酸(SA)对植物种子萌发和早期幼苗生长影响的生理机制,本研究以先玉335玉米品种为试验材料,用0.05 mmol·L~(-1)的SA水溶液和去离子水(对照,记作CK)对种子进行浸种处理,研究外源SA对低温胁迫下种子发芽、种胚淀粉酶、氧化损伤水平、抗氧化酶、抗氧化物质和渗透调节物质等的影响。结果表明,与CK相比,SA处理玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗干重和鲜重分别显著提高了5.57%、7.20%、23.76%、15.49%和28.52%。SA处理的玉米种胚淀粉酶活性显著提高,在种子萌发第2、第6、第8、第10天比CK提高了28.6%、15.1%、9.6%和16.9%;而超氧阴离子(O_2~)和丙二醛(MDA)含量经SA处理后显著下降。SA处理提高了种胚抗氧化酶的活性,在种子萌发第2、第4、第6和第8天时,超氧化物歧化酶(SOD)活性比CK分别提高了36.6%、25.9%、43.6%和46.3%;过氧化物酶(POD)活性在种子萌发12 d时比CK提高了9.0%;和过氧化氢酶(CAT)活性在第4、第6、第8天时比CK分别提高了13.0%、5.7%和17.0%。此外,SA处理还提高了种胚抗氧化物质还原型谷胱甘肽(GSH)和渗透调节物质脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖的含量。综上所述,SA可以通过改善渗透调节能力和加速淀粉转化来缓解低温胁迫诱导的氧化损伤。本研究结果为探究SA调控低温胁迫下种子萌发和早期幼苗生长的机制开拓了新视野。     

外源Ca2+对NaCl胁迫下西葫芦生长特征及光合、生理特性的影响

以西葫芦品种阿兰一代为试验材料,研究外源Ca2+对NaCl胁迫下西葫芦植株生长特征及光合、生理特性的影响.结果表明,较低浓度(5 mmol/L)Ca2+处理对NaCl胁迫的缓解作用不明显;当Ca2+浓度增加到10 mmol/L时,显著改善了NaCl胁迫下西葫芦植株的生长状况,使株高增高、叶面积增大,该条件下,西葫芦叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量维持在较低水平,说明植株受到的胁迫较小;10 mmol/LCa2+处理叶片的过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性最高,分别比CK增加20.6％和52.2％,叶绿素a、b含量较高;10～20 mmol/L Ca2+处理的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均高于CK和30 mmol/L处理,而胞间CO2浓度(Ci)显著低于CK和30 mmol/L处理;当Ca2+处理浓度超过20 mmol/L时对NaCl胁迫的缓解作用下降;当Ca2+浓度达到30 mmol/L时,各指标与CK间的差异不显著.综合分析认为,10 mmol/L的Ca2+处理浓度对NaCl胁迫的缓解效果最为显著.     

Cd胁迫对3种蕨类植物生理代谢及镉累积特性的影响

通过盆栽试验,对Cd胁迫下3种蕨类植物江南卷柏(Selaginella moellendorffii)、紫萁(Osmunda japonica)和蜈蚣草(Pteris vittata)的生长、生理和重金属累积与分布情况进行研究。结果表明,在较高浓度Cd处理下,3种植物的株高、鲜重和地上与地下部分的干重比都受到抑制,浓度越高,抑制越明显;随着Cd处理浓度的增加,3种蕨类植物叶绿素含量随胁迫浓度的增加先上升后下降;MDA含量均有不同程度的增加,在Cd浓度≥50mg/kg,与对照相比,江南卷柏和蜈蚣MDA含量增加不明显(p0.05),而紫萁MDA含量显著增加(p0.05);脯氨酸含量均随处理浓度的增加而增大;江南卷柏和紫萁SOD活性均随处理浓度的增加先升高(Cd=50mg/kg,达到最大值)后降低,蜈蚣草SOD活性随处理浓度的增加而增大;江南卷柏和紫萁POD活性随处理浓度的增加而增大,蜈蚣草POD活性随处理浓度的增加而先上升后下降,在Cd浓度为100mg/kg时达到最大值;3种蕨类植物CAT活性总体上随胁迫浓度的增加先上升后下降。在Cd浓度≤50mg/kg时,紫萁对重金属Cd的累积能力最强,但在高浓度镉胁迫时,紫萁的耐性要低于江南卷柏和蜈蚣草。综合各个指标变化情况来看,3种蕨类植物对重金属Cd的抗性排序为江南卷柏蜈蚣草紫萁。     

磁化水对盐胁迫下黄瓜生长和生理特性的影响

为探究磁化水浇灌对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和生理特性的影响,采用人工气候室内进行的二因素二水平砂培试验,即2个磁化水水平(D:蒸馏水、M:磁化蒸馏水)和2个盐处理水平(Na0:0 mmol/L,Na1:100 mmol/L NaCl),共4个处理,研究了盐胁迫下磁化水浇灌对黄瓜幼苗生长、水分关系、光合气体交换、抗氧化能力、养分(N,P和K)及Na含量等的影响。结果表明:(1)无论在非盐胁迫和盐胁迫下,浇灌磁化水均具有改善黄瓜幼苗生长及/或生理活动的作用。磁化水在盐胁迫下改善黄瓜生长和生理活动的作用大于非盐胁迫下,且随盐胁迫或磁化水处理时间的延长,磁化水的效应增加。(2)盐胁迫下,磁化水浇灌改善黄瓜幼苗生长的主要生理机制在于:增加了黄瓜幼苗根系生长,改善了叶片水分关系,增加了叶片叶绿素含量、光合速率和水分利用效率,增强了叶保护酶活性从而降低了叶细胞膜受伤害程度,降低了根、茎和叶中的Na含量从而增加K⁺/Na⁺比。研究结果为磁化水用于次生盐渍化土壤上生长的黄瓜灌溉提供了理论依据。     

外源钙对干旱胁迫下岩溶山区白刺花幼苗生长、生理特性的影响

为揭示岩溶山区白刺花耐旱性与外源钙的关系及抗旱机理,以贵州野生白刺花为试验材料,利用聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱,以未加PEG的1/2浓度Hoagland营养液为对照,研究了外源钙对PEG诱导的干旱胁迫下白刺花幼苗生长和生理的影响,并利用隶属函数综合评价出最佳的外源钙施用量。结果表明,未施入外源钙时,随着PEG诱导的干旱胁迫强度的增加,白刺花幼苗根干重、根冠比、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性均逐渐增加,当胁迫浓度为10%时,以上指标均显著高于对照;可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)呈先升高后降低趋势,均(除POD外)在胁迫浓度为10%时达到最大值,与对照相比差异显著;白刺花幼苗地上部生物量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈降低趋势,其中地上部生物量、Pn在胁迫浓度为10%时显著降低,Gs和Tr在胁迫浓度为15%时显著降低。在PEG诱导的干旱胁迫下,白刺花幼苗通过提高渗透调节物质含量、增强保护酶活性、增加根冠比等来适应干旱环境。施入适宜浓度的外源钙,显著抑制了PEG诱导的干旱胁迫下白刺花幼苗地上部生物量、Pn、Gs和Tr降低的幅度以及MDA含量增加的幅度;显著促进了根干重、可溶性蛋白含量及SOD、POD和CAT活性的增加,即PEG诱导的干旱胁迫下外源钙可以进一步提高白刺花幼苗根干重和幼苗中渗透调节物质含量,增强保护酶活性,降低Tr,维持生长、生理和光合功能,增强白刺花的抗旱能力。隶属函数综合评价指出,本试验条件下施入50 mmol·L~(-1)的外源钙对提高白刺花幼苗抗旱性的效果最佳。本研究结果为更加充分、合理地利用白刺花灌丛资源提供了理论依据。     

甲基叔丁基醚和Cd复合作用对小麦幼苗生理指标的影响

以小麦为试验对象,通过水培试验研究不同浓度的MTBE(0,5,10,50,100,200,300,400,500mg/L)和Cd(5mg/L)复合作用对小麦幼苗叶绿素含量、可溶性蛋白、抗氧化酶系统活性、MDA和游离脯氨酸含量的影响。结果表明:叶绿素含量和可溶性蛋白的含量随着MTBE浓度升高出现先增高后降低的趋势;抗氧化酶系统(SOD、POD)和游离脯氨酸的趋势是一致的,在MTBE浓度为400,500mg/L时,SOD酶活性与对照相比降低了17%,18%,POD酶活性降低了26.8%,27.8%;在MTBE浓度为200,300,400,500mg/L时,MDA含量与对照相比有显著差异(P<0.05),分别降低了27.5%,30.6%,34.9%,36.7%;游离脯氨酸的含量在MTBE浓度为200mg/L时高于对照62.3%。     

Ni、Pb、Cd复合胁迫对匍灯藓生理特性的影响

以匍灯藓(Plagiomnium cuspidatum (Hedw.)T.Kop.)为材料,通过土培法探究Ni、Pb、Cd胁迫对苔藓光合系统、抗氧化系统的影响.结果表明:(1)随着处理重金属浓度的增加,匍灯藓叶绿素含量显著性下降(p＜0.05),并且苔藓对Ni+Pb和Pb+Cd处理更为敏感.(2)在不同重金属处理下,AsA含量的增加趋势是Ni+ Pb＞Ni＞Ni+ Pb+Cd＞Cd+ Ni＞ Pb＞ Pb+ Cd＞Cd.(3)Ni、Pb、Cd单种元素处理和Ni+Pb处理的苔藓SOD活性,在低浓度下升高,在高浓度下降低;其余处理方式下SOD活性呈下降趋势,下降速率较快的是Ni+Pb+Cd和Cd+ Ni处理.POD和CAT活性均随着胁迫浓度的增加而下降;当处理方式为Ni+Pb+Cd且浓度为160 mmol/L时,POD活性最低,比对照组下降了98.39％;CAT活性在Ni+Pb处理时下降速率最快.PPO活性仅在Ni+Pb+Cd处理时出现高浓度抑制现象;其余相对于对照组都增加,而且2种元素处理的增加量明显大于单种元素处理.匍灯藓的抗氧化体系中对Ni、Pb、Cd复合处理的抵抗起关键作用的是AsA和PPO,可作为藓类植物受Ni、Pb、Cd复合胁迫的敏感生理指标.     

外源甘氨酸对镉胁迫下苜蓿幼苗生长和氧化损伤的影响

以苜蓿为试验材料,分析了甘氨酸处理对幼苗镉(Cd)毒害缓解的生理机制。Cd毒害降低了苜蓿幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,导致幼苗出现氧化伤害,如丙二醛(MDA)含量升高,伊文斯蓝(Evans blue)染色加深。甘氨酸处理提高了苜蓿幼苗SOD和CAT活性,降低了MDA的累积,减少了氧化伤害。Cd毒害还降低了幼苗硝酸还原酶(NR)活性,外源甘氨酸处理则显著提高其NR活性。施用NR抑制剂钨酸钠降低了苜蓿幼苗的NR活性,同时抵消了甘氨酸对Cd胁迫幼苗的生长缓解作用。表明甘氨酸通过提高苜蓿幼苗的抗氧化能力和NR活性,从而提高幼苗对Cd胁迫的耐受性。     

Cd污染下蒌蒿生长和Cd蓄积特性的研究

以白蒿为试材,采用盆栽试验,研究了Cd污染砂土中白蒿的生态适应性以及Cd的蓄积特征。试验证实砂土中20~100mg/kg的CdCO3促进蒌蒿生长、提高叶绿素含量;120~240mg/kg的CdCO3影响蒌蒿生长,但单株干物重、分株数、叶绿素含量未降至对照水平;根、茎、叶中Cd含量与砂土中Cd含量成正比,根的积累最强,根/砂土Cd比值最大7.2倍,平均4.4倍;蒌蒿器官Cd含量顺序为根>茎>叶,根Cd含量最高达532.9mg/kg。     

外源钙对镉胁迫下芥菜型油菜幼苗生长和生理特性的影响

通过水培试验研究5、10mmol·L^-1Ca^2＋对不同水平镉处理下的油菜幼苗生物量、根长、丙二醛（MDA）和H2O2含量以及抗氧化酶活性的影响,利用HPLC分析外源钙对油菜幼苗镉胁迫下还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化情况。结果表明,镉处理浓度为150、300、450μmol·L-^1时,5和10mmol·L-1Ca^2＋均能有效增加植株的生物量和根长,5mmol·L^-1Ca^2＋能显著减少油菜幼苗中MDA和过氧化氢（H2O2）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽转移酶（GST）的活性及GSH的含量。镉胁迫浓度为600μmol·L-1时,施钙后油菜幼苗出现生物量低、MDA含量高、抗氧化酶活性和GSH含量均下降,与CK相比差异不显著（P〉0.05）。镉处理浓度≤450μmol·L-1时,5mmol·L^-1Ca^2＋能明显缓解芥菜型油菜生长和生理所受胁迫,外源钙可作为减轻镉胁迫对油菜毒害的保护剂。     

SA对高温胁迫下葡萄幼苗AsA-GSH循环的影响

本试验以二年生克瑞森无核葡萄为材料,探讨了外源SA对高温胁迫下葡萄体内ASA-GSH循环代谢的影响及其在抗高温胁迫中的作用.试验结果表明,与对照相比,外源SA可以促进高温胁迫下葡萄叶片内ASA和GSH含量的积累量,降低GSSG的含量.长时间(＞240min)的高温胁迫下,外源SA可以降低脱氢抗坏血酸(DHA)的含量;能够维持较高的AsA-GSH循环系统中APX、DHAR、MDHAR、GR活性.外源SA促进了高温胁迫下葡萄ASA-GSH循环的快速而有效的运转,降低了高温胁迫对葡萄植株的氧化伤害,从而缓解了高温胁迫对葡萄幼苗的伤害作用.     

外源水杨酸对干旱胁迫及复水下苎麻生理特性和产量的影响

以中苎2号为研究对象,通过设置干旱胁迫(DS)、1 mmol·L-1水杨酸(SA)喷施+干旱胁迫(DS+SA)、1 mmol·L-1SA喷施+正常浇水(CK+SA)、正常浇水(CK)4个处理,研究干旱胁迫下外源SA对苎麻可溶性蛋白和可溶性糖、叶片和韧皮部相关酶活性等生理机制及其生长发育的影响。结果表明,干旱胁迫第20天时,与DS处理相比,DS+SA处理的苎麻叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量显著增加(P0.05),分别提高了20.02%和17.91%。外源SA能明显缓解胁迫植株的氮代谢相关酶(NR、GS、GOGAT和GDH)和纤维发育相关酶(蔗糖合成酶、IAA氧化酶和β-1,3-葡聚糖酶)活性的降低;到干旱胁迫第20天和第30天,DS+SA处理NR活性比DS处理提高了2.02倍和0.73倍,GOGAT活性提高了67.83%和22.90%,而DS+SA处理的GS活性到干旱胁迫第10天和第20天与DS处理差异显著(P0.05)。DS处理的纤维发育相关酶到第30天下降幅度较大,3种酶活性分别只有CK的37.84%、30.71%和35.73%,而DS+SA处理能达到CK的58.23%、74.17%和60.11%。干旱导致苎麻生长缓慢,生物量与CK差异显著(P0.05),经DS+SA处理的植株的产量指标均高于DS处理。因此,在干旱胁迫下,外源水杨酸能够明显缓解植物体内相关酶活性的降低,维持植物正常生长,增强苎麻植株对干旱胁迫的耐受性。本研究为苎麻应对干旱胁迫提供了理论依据。     

Influence of Salicylic Acid and Jasmonic Acid on Wheat Under Drought Stress

Salicylic acid and jasmonic acid play an important role in plants coping with abiotic stresses. An experiment was conducted to examine the effect of salicylic acid and jasmonic acid on wheat under drought. Seeds were primed with jasmonic acid (100µM) and salicylic acid (10 Mm). Water stress was applied by withholding water and each treatment was replicated three times with a factorial block design. Application of Salicylic acid and Jasmonic acid mitigated drought effects in wheat. Results revealed that 100µM Jasmonic acid was more effective than 10 mM SA. Drought decreased germination by 26%, whereas application of Jasmonic acid and Salicylic acid ameliorated stress with the increase of germination by 27% and 21%, respectively. An increase in the shoot length of 23% and 20% was observed with Jasmonic acid and Salicylic acid, under drought conditions. The increase in water potential was 60% and 47% with JA and SA while the increase in proline and soluble sugar was 14% and 25% respectively. The application of Jasmonic acid and Salicylic acid has a potential to enhance the growth of wheat plants under drought.     

外源水杨酸对盐胁迫下棉花幼苗光合作用的影响

为了探究水杨酸(SA)对盐胁迫下棉花幼苗的缓解机理,以2个对盐胁迫敏感程度不同的棉花品种中棉所41号和中棉所49号为材料,研究SA浸种和叶面喷施对盐胁迫下棉花幼苗光合作用的影响。结果表明,0.05、0.06 mmol·L~(-1) SA浸种和0.08、0.12、0.18 mmol·L~(-1) SA叶面喷施均可提高棉花幼苗的株高、干物质积累、叶绿素含量、净光合速率、胞间CO_2浓度和气孔导度,能有效缓解0.6%NaCl的胁迫。中棉所41号在0.05 mmol·L~(-1)SA浸种处理和0.08 mmol·L~(-1) SA叶面喷施处理表现最好,中棉所49号在0.06 mmol·L~(-1) SA浸种处理和0.18 mmol·L~(-1) SA叶面喷施处理表现最好。主成分分析表明,单株鲜重、叶干重、净光合速率和气孔限制值可以作为评价不同浓度的SA对盐胁迫缓解效果的主要指标。综上所述,SA浸种与叶面喷施2种处理方式均可缓解0.6%NaCl带来的伤害,但存在浓度效应,适宜的浓度与棉花的基因型与耐盐性密切相关。本研究为进一步揭示外源SA对棉花盐胁迫的缓解机理提供了参考,同时也为新疆盐碱地棉花种植提供了理论依据。     

Effects of Exogenous Salicylic Acid on Physiological Characteristics of Peanut Seedlings under Iron-Deficiency Stress

The effects of salicylic acid (SA) on iron (Fe) deficiency in peanut (Arachis hypogaea L.) were studied by adopting the hydroponic experiment. Iron deficiency caused serious chlorosis, inhibited plant growth and dramatically decreased the concentration of Fe in the roots. Furthermore, it decreased the active Fe content and chlorophyll content, and disturbed ionic homeostasis. In addition, Fe deficiency significantly increased the content of malondialdehyde (MDA) and the superoxide anion (O₂^??) generation rate. Addition of SA increased Fe concentration in the shoots and roots, active Fe content, chlorophyll content, the net photosynthetic rate, and transpiration rate. Moreover, SA supplementation alleviated the excess absorption of manganese (Mn), copper (Cu) and zinc (Zn) induced by Fe deficiency. In addition, the chlorosis symptom was alleviated and the plant growth was improved. Meanwhile, addition of SA increased the activities of catalase (CAT) and peroxidase (POD), and decreased the content of MDA and the O₂^?? generation rate. These results suggest that exogenous SA can alleviate Fe-deficiency induced chlorosis by promoting the plant growth, improving the efficiency of Fe uptake, translocation and utilization, protecting antioxidant enzymes system, and stimulating mineral element maintenance.     

Physiological Effects of Salicylic Acid and Thiourea on Growth and Productivity of Maize Plants in Sandy Soil

This study aimed to investigate the response of vegetative growth, yield, and some metabolic constituents of maize grains cv. Single Cross 124 to foliar applications of salicylic acid (SA; 100, 200, and 400 mg L^?1) and thiourea (TU; 500, 1000, and 1500 mgL^?1), two bioregulators, either alone or in combination. The foliar application of SA and TU alone significantly increased stem diameter, number of leaves?/?plant, leaf area, total dry weight?/?plant, leaf area index, net assimilation rate, specific leaf weight, and yield (i.e., ear length, ear diameter, number of grains?/?row, number of rows?/?ear, 100-grain weight, grain yield?/?plant, grain yield?/?fed (1 feddan = 4200 m²), harvest index, and shelling percentage) by increasing SA or TU concentrations up to 200 and 1500 mg L^?1, respectively. Salicylic acid and TU, when applied alone, significantly improved the nutritional value and quality of maize grains by increasing crude protein, total soluble sugars, total free amino acids, and total soluble phenols.     

Pb胁迫下外源GSH对马蔺体内Pb积累和非蛋白巯基化合物含量的影响

采用溶液培养研究Pb胁迫以及Pb胁迫下添加外源谷胱甘肽(GSH)和丁胱亚磺酰胺(BSO)对马蔺根和叶干质量、Pb含量以及非蛋白巯基总肽(NPT)、谷胱甘肽(GSH)和其他非蛋白巯基化合物(植物螯合肽(PC)、半胱氨酸(Cys))含量的影响.结果表明,300 mg/L高浓度Pb胁迫下马蔺根系内Pb的大量积累显著抑制马蔺根系的生长,但同浓度Pb胁迫下添加100 mg/L GSH后马蔺体内Pb含量和干质量均不同程度增加,尤其是地上部,地上部干质量比300 mg/L单独Pb胁迫下马蔺根系干质量增加20.5％,接近于对照水平.而300 mg/L的Pb胁迫下添加100 mg/L BSO(GSH和PC合成抑制剂)后马蔺根系和地上部干质量均不同程度下降,根系降幅较大.根和叶中非蛋白巯基化合物含量检测显示,与单独Pb胁迫相比,Pb胁迫下添加GSH后马蔺根系和地上部NPT、GSH和其他非蛋白巯基化合物含量均呈增加的趋势;而Pb胁迫下添加BSO后除马蔺地上部其他非蛋白巯基化合物含量略有增加外,马蔺根系和地上部NPT、GSH和其他非蛋白巯基化合物含量较单一Pb胁迫下均出现不同程度下降,尤其根系内GSH含量降幅最大.综合分析Pb胁迫下添加外源GSH和BSO后马蔺干质量、Pb含量以及不同非蛋白巯基化合物含量的变化及关系,表明Pb胁迫下添加BSO后马蔺生物量的下降可能与非蛋白巯基化合物合成受抑尤其是GSH的合成降低有关.因此,Pb胁迫下GSH在马蔺Pb吸收转运和解毒中具有更重要的作用.     

灌浆期高温胁迫下外源水杨酸对小麦旗叶抗氧化生理特性的影响

为探讨外源水杨酸(SA)对缓解小麦花后高温伤害的作用,本研究于2019—2020年进行盆栽试验,以扬麦18号为材料,在田间增温棚中进行花后15~19 d的高温胁迫处理,比较不同时期预喷施外源SA处理下小麦的抗氧化生理特性。结果表明,高温胁迫处理导致丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量增加,旗叶超氧阴离子( {{\mathrm{O}}_2}^{.-})产生速率加快,小麦细胞膜脂过氧化程度加剧,对小麦旗叶造成损害;喷施外源SA后,灌浆期小麦旗叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性有所提高,抗逆指标苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性提高,表明外源SA增强了小麦对高温环境的抵抗能力;不同时期喷施外源SA后,开花期预喷施SA处理相对其他处理缓解高温胁迫伤害效果最好。综上,喷施外源SA可通过提高小麦旗叶抗氧化酶和抗逆酶的活性缓解灌浆期高温胁迫对小麦旗叶的损伤程度,且开花期喷施效果较佳。本研究结果为减轻高温对小麦生产的危害提供了新的技术途径。