外源NO及反向调控PEG胁迫下苜蓿萌发种子抗氧化酶及其同工酶动态的研究

以紫花苜蓿为材料,用一氧化氮供体硝普钠(SNP)及一氧化氮清除剂c-PTIO对苜蓿种子进行浸种处理,采用分光光度法和同工酶电泳技术来研究外源NO及反向调控对PEG胁迫下紫花苜蓿抗氧化酶活性及其同工酶的影响,并探讨NO调控苜蓿种子耐旱性的生理机制。结果表明:PEG胁迫下外施0.1mmol·L~(-1) SNP,第6天时较PEG处理POD活性降低了32.72%;第4天时SOD、CAT活性较PEG处理升高了10.48%、23.60%,有效缓解了PEG对紫花苜蓿萌发中种子的氧化损伤,提高其抗氧化能力。PEG胁迫下添加c-PTIO抑制了苜蓿萌发期的抗氧化系统活性。从同工酶的谱带数量和强弱来看,POD同工酶各区带活力均随PEG胁迫时间的延长而增加,在第2天酶带只有1条,而第4天酶带呈现9条;SOD和CAT同工酶表达量变化不显著,但酶带强弱有一定变化,S3酶带随处理时间的延长表达量逐渐减弱;CAT同工酶谱带则一直保持2条带,无明显强弱变化。因此,外源NO在PEG胁迫下紫花苜蓿萌发中抗氧化酶快速响应并在维护氧自由基代谢平衡中起重要保护作用。     

外源NO调控盐胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发生理特性及抗氧化酶的研究

本试验以蒺藜苜蓿种子为材料,预先用0.1,0.3和1.0 mmol/L 硝普钠(SNP, NO 供体)浸种,通过计算相关萌发指标,测定种子萌发过程中各项生理指标及抗氧化系统酶活性,研究外源NO对2.0% NaCl胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发生理特性及活性氧代谢的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP能显著缓解盐胁迫对蒺藜苜蓿种子造成的伤害,使蒺藜苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别提高了333.40%,79.64%,171.93%和100.00%;种子可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分别提高了21.1%,42.3%和123.1%,淀粉含量降低了17.7%,淀粉酶活性提高了29.7%,丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2-·)含量分别降低了21.8%和27.2%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别增加了28.6%,43.1%,56.2%和60.3%;与0.1 mmol/L SNP处理相比,0.3 mmol/L SNP处理对盐胁迫下蒺藜苜蓿种子萌发的促进、氧化损伤的缓解和抗氧化系统酶活性的提高显著降低;1.0 mmol/L SNP处理对盐胁迫下蒺藜苜蓿种子的萌发起到抑制作用。说明低浓度的NO可通过降低种子MDA和O2-·含量,提高种子脯氨酸含量以及激活抗氧化系统酶活性,减轻盐胁迫对蒺藜苜蓿种子的伤害,促进淀粉、可溶性蛋白的水解,从而加速种子萌发。     

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...     

卫星搭载对苜蓿种子PEG萌发及生长的影响(简报)

种子发芽能力是开展空间诱变的前提。卫星搭载对种子发芽能力的影响因物种和基因型而异^[1]。小麦(Triticum aestivum L.)种子空间搭载后发芽率和发芽势分别提高4.8%和17.1%,田间出苗率较对照提高10.4%^[2]。二色胡枝子(hespedeza bicolor)搭载后,田间出苗率显著降低^[3]。本文通过比较不同基因型苜蓿(Medicago sativa L.)搭载种子PEG胁迫发芽能力的差异,探索卫星搭载对苜蓿种子PEG胁迫发芽能力的影响。     

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。     

铝和酸胁迫对苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶系的影响

在铝和酸胁迫下,比较分析了天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌的生长及SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)、及GR(谷胱甘肽还原酶) 等抗氧化酶系响应特点。铝胁迫设5个梯度,即0,25,50,75,100 μmol/L;酸胁迫设4个pH水平,即4,5,6,7。结果表明,铝和酸胁迫下,2种苜蓿根瘤菌的OD_A600均显著降低,生长受到抑制,且天蓝苜蓿根瘤菌的OD_A600显著高于紫花苜蓿根瘤菌。在pH水平为4和5时,紫花苜蓿根瘤菌没有生长。在铝毒胁迫下,天蓝苜蓿根瘤菌的SOD酶活性一定程度减小后缓慢上升,而CAT、POD和GR酶活性随铝浓度增大显著下降;紫花苜蓿根瘤菌的SOD,CAT及GR酶活在低Al胁迫下无显著变化,在高铝胁迫下显著下降。随着pH水平的下降,天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌均表现为SOD、CAT、POD、GR酶活性的显著下降。在不同铝及酸胁迫下,天蓝苜蓿根瘤菌各抗氧化酶活性显著高于紫花苜蓿根瘤菌。综合分析认为天蓝苜蓿根瘤菌较之紫花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸、耐铝性。     

PEG胁迫对尖叶胡枝子幼苗SOD和POD同工酶的影响

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术研究不同浓度PEG处理尖叶胡枝子幼苗叶片SOD和POD同工酶及酶活性的变化。结果表明,不同浓度PEG处理,SOD和POD同工酶谱带数目没有变化,无新酶带的出现或酶带的减少,分别为SOD1-4和POD1-3。由迁移率可以看出,尖叶胡枝子幼苗叶片在不同浓度PEG处理下,共有10种SOD同工酶基因表达和6种POD同工酶基因表达。SOD和POD酶活性在低浓度(5~10%)PEG处理下增加,高浓度(15%)的PEG处理下降低。     

外源NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗氧化损伤的影响

1)利用浓度分别为0.1和1.0 mmol/L的外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)浸泡紫花苜蓿种子48 h。在(25±1)℃下将每批50粒种子置于培养皿进行恒温光照培养,重复3次,连续10 d在培养皿中加入6 mL 0.15% NaCl处理液并统计日发芽率,以探讨NO对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响。2)利用0.1和1.0 mmol/L浓度的外源NO供体SNP处理0.15% NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗。试验设计了4个处理,分别为T1:对照组(CK)为蒸馏水;T2:0.15% NaCl;T3:0.1 mmol/L SNP+0.15% NaCl;T4:1.0 mmol/L SNP+0.15% NaCl。每个处理重复3次。分别于0 (胁迫前),2,4,6和8 d后采集生长状况一致的幼苗叶片测定游离脯氨酸含量、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量、过氧化氢(H₂O₂)含量、O₂^-产生速率、过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、叶绿素含量、可溶性糖含量。以探讨NO对NaCl胁迫下的紫花苜蓿幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,外源NO可以缓解NaCl胁迫对紫花苜蓿种子萌发的抑制作用,促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子活力,促进脯氨酸和可溶性糖含量的积累,能缓解NaCl胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量的增加、缓解活性氧代谢引发的H₂O₂含量的增加及叶绿素的降解,抑制O₂^-产生速率,提高SOD、POD、CAT的活性。这种保护效应与NO的浓度明显相关,0.1 mmol/L SNP处理效果显著优于1.0 mmol/L SNP处理。     

盐、旱胁迫下霸王种子萌发和幼苗生理特性

以霸王(Zygophyllum xanthoxylum)种子为材料,研究不同程度盐、旱胁迫下其种子萌发特性、幼苗可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、丙二醛含量和抗氧化酶活性的变化。结果表明：1)随着NaCl和PEG浓度的增加,霸王种子发芽率和发芽势显著下降,发芽速率逐渐减小。不同浓度NaCl处理间发芽率和发芽势差异显著(P <0.05);5%和10%PEG溶液对霸王种子发芽率和发芽势无显著影响(P> 0.05),在30%PEG溶液处理下,霸王种子发芽率、发芽势及发芽指数均显著降低(P <0.05)。2)随着NaCl和PEG浓度的增加,霸王幼苗的丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均呈上升趋势。随NaCl浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势;NaCl浓度为60 mmol·L^-1时,SOD和POD活性出现峰值。随PEG质量分数的增加,SOD活性逐渐增大,但各处理间差异不显著(P> 0.05);POD活性呈先增加后降低的趋势。盐、旱胁迫抑制霸王种子萌发,随胁迫程度的增加,种子萌发表现出萌发时间晚、累...     

一氧化氮对干旱胁迫下紫花苜蓿氮代谢的影响

为揭示NO对渗透胁迫下紫花苜蓿含氮化合物及氮代谢过程的调控机制,以紫花苜蓿为材料,通过外源施加NO供体硝普钠(SNP)和NO清除剂(c-PTIO)对紫花苜蓿种子及幼苗进行处理,研究NO在PEG模拟的渗透胁迫下紫花苜蓿氮类化合物含量及氮代谢关键酶活性变化规律中的影响.结果表明:与PEG处理相比,外施0.1 mmol·L-...     

NO介导的Ca2+信号对渗透胁迫下紫花苜蓿幼苗光合特征及抗性的影响

以紫花苜蓿幼苗为材料,用聚乙二醇(PEG-6000)作为渗透介质人工模拟干旱条件,外源喷施NO供体硝普钠(SNP)、钙信号试剂CaCl₂、NO抑制剂亚甲基蓝(MB)和Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃,对紫花苜蓿幼苗光合特征、抗氧化酶活性及过氧化物酶(POD)同工酶图谱进行研究,探讨了渗透胁迫下NO介导的Ca²⁺信号对紫花苜蓿幼苗光合作用及抗氧化能力的影响。结果表明:在渗透胁迫条件下,施加SNP、CaCl₂均能够有效缓解叶片叶绿素a、类胡萝卜素及总叶绿素含量降低,提高叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及气孔限制值(L_s),而对胞间CO₂浓度(C_i)没有缓解作用。SNP、CaCl₂及SNP+CaCl₂处理提高了幼苗叶片中抗氧化酶活性和脯氨酸含量,降低了丙二醛(MDA)含量。其中共处理时效果最为显著,第4天 SOD、POD、CAT活性较PEG处理升高了39.29%、30.41%和56.24%,脯氨酸含量增加了45.59%,MDA含量降低了45.59%。POD同工酶图谱在第4天时酶谱带数最多,POD活性最强,且SNP+CaCl₂共处理下出现新酶带。而添加外源NO的同时添加Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃,紫花苜蓿幼苗光合速率、抗氧化酶活性及脯氨酸含量均降低,丙二醛含量增加,添加Ca²⁺信号的同时施加NO抑制剂MB也具有相同的作用,说明Ca²⁺信号参与NO信号转导过程并相互作用共同调节渗透胁迫下紫花苜蓿幼苗的生理应答响应。     

吸胀冷害下外源NO对紫花苜蓿种子萌发及抗氧化性的影响

用浓度为0.1 mmol/L外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)处理4℃吸胀冷害下紫花苜蓿种子,来探讨吸胀冷害下NO对紫花苜蓿种子萌发及氧化损伤的影响。试验设计4个处理,分别为A:对照组(CK)为蒸馏水;B:4℃吸胀冷害组(Chilling);C: SNP;D:Chilling+SNP,每个处理重复3次。结果表明:1)紫花苜蓿种子经SNP处理12 h转入25℃继续培养84 h后,Chilling+SNP组比Chilling组发芽率、活力指数、发芽指数提高了14.37%,34.17%,1.29%。2)4℃吸胀冷害12 h后,Chilling+SNP组同Chilling组相比超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别提高了149.26%,60.35%,过氧化氢(H₂O₂)含量及超氧阴离子(·O₂^-)产生速率则降低了10.11%,27.61%。3)SNP对4℃吸胀冷害12,24和48 h 的种子体内羟自由基(·OH)的清除均呈下降趋势,Chilling+SNP组的清除率均高出SNP组,Chilling+SNP组在冷害12 h时清除率达最大值97.5%。综上所述,施加外源NO能促进种子的萌发,提高抗氧化酶活性,降低了活性氧对种子造成的伤害。     

外源2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下燕麦种子萌发抑制的缓解效应

以加燕2号和青引2号燕麦(Avena sativa)种子为材料,在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,添加0.01μmol·L^-1外源2, 4-表油菜素内酯(2, 4-epibrassinolide, EBR),研究外源油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)对盐胁迫下燕麦种子萌发、幼苗生长及萌发过程中渗透调节能力、幼苗体内抗氧化酶活性、活性氧水平和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量的影响,旨在明确外源BRs调控盐胁迫下燕麦种子萌发的生理机制。结果表明:1) 100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,加燕2号和青引2号燕麦种子萌发过程中的渗透调节能力和幼苗体内抗氧化酶SOD (superoxide dismutase)、APX (ascorbate peroxidase)和GPX (guaiacol peroxidase)活性显著降低,活性氧(·O₂–、·OH、H2O2)水平和MDA含量显著增加,种子萌发和幼苗生长显著受到抑制。2)添加0.01μmol·L<...     

外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长的影响

通过将中性盐(NaCl、Na₂SO₄)和碱性盐(NaHCO₃、Na₂CO₃)按碱性盐比例增加方式模拟出 5种混合盐碱胁迫(pH 7.33~10.39),采用50、100、150、200 μmol·L^-1硝普钠(SNP)为外源NO供体对藜麦种子进行处理,分析外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:盐碱胁迫显著抑制藜麦种子的萌发及幼苗的生长发育,且当混合盐碱溶液pH>9时,藜麦种子在萌发的第7天开始腐烂。各浓度SNP均显著促进混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长,其中100和150 μmol·L^-1 SNP处理效果最佳。A(NaCl∶Na₂SO₄=1∶1)、B(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃=1∶2∶1)胁迫下施加SNP,藜麦幼苗根长最大增加了74.08%和70.77%,生物量最高增加了1.72和3.97倍。C(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶9∶9: 1)、D(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶1∶1∶1)、E(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1∶1∶9)胁迫下施加SNP阻止种子的腐烂,根长分别是CK的1.03、0.83和0.60倍,生物量分别是CK的1.13、1.13和0.82倍。随SNP浓度增加,盐碱胁迫下幼苗脯氨酸含量及SOD、POD、CAT、APX活性先增加后降低,MDA含量先降低后增加。以上结果说明SNP对藜麦萌发生长的调控具有浓度效应,可通过增加渗透调节和抗氧化酶活性来缓解细胞损伤,从而促进幼苗生长。本研究为SNP提高藜麦耐盐碱性和揭示其调控机制提供理论依据。     

外源一氧化氮对镉胁迫下黑麦草生长和抗氧化酶活性的影响

利用一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)0.1 mmol/L、Cd2 200 mg/L和SNP 0.1mmol/L Cd2 200 mg/L分别处理黑麦草幼苗.结果表明,与对照比较,SNP 0.1 mmol/L处理可增加黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,降低丙二醛(malondialdehyde,MEA)含量、超氧阴离子(O2-·)产生速率和质膜透性,增强抗氧化酶活性;与对照比较,200 mg/L的Cd2 处理降低了黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,使MDA含量和O2-·产生速率增加、质膜透性增大,抗氧化酶活性下降,植株体内积累Cd2 ;与Cd2 200 mg/L处理比较,SNP 0.1 mmol/L cd2 200 mg/L处理可提高黑麦草的生物量、叶绿素含量、根系活力,降低MDA含量和O2-·产生速率、质膜透性,而抗氧化酶活性增强,植株体内Cd2 积累量也明显下降.因此,外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长有一定的缓解作用,可以增强黑麦草对Cd毒害的抗性.