外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的影响

【目的】苯丙烯酸是黄瓜根系分泌的毒性较大的酚酸类物质之一,与黄瓜的连作障碍有密切关系。研究外源一氧化氮对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗生长及活性氧代谢的缓解作用,初步探讨NO缓解黄瓜幼苗苯丙烯酸胁迫的生理机制。【方法】采用营养钵土培的方法,研究外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对200μmol·L-1苯丙烯酸胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗生长、抗氧化酶系统和活性氧代谢的影响。【结果】100μmol·L-1NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能显著缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株造成的伤害,可明显提高幼苗的生长量,增强叶片的超氧化物歧化酶(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,提高叶片叶绿素和脯氨酸(Pro)含量,降低了叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量和超氧阴离子(产生速率。与100μmol·L-1SNP处理相比,50、200和400μmol·L-1SNP处理促进黄瓜幼苗生长、缓解叶片氧化损伤和提高抗氧化酶的活性的作用明显降低。【结论】外源NO能明显促进了苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗的生长,提高了抗氧化酶活性,降低了活性氧代谢,其中以100μmol·L-1SNP缓解效果最好。因此认为,外源NO的确能缓解苯丙烯酸胁迫对黄瓜植株的伤害,提高黄瓜幼苗对苯丙烯酸胁迫的耐性,减缓因自毒作用引起的连作障碍。     

Ca~(2+)对苯丙烯酸胁迫下黄瓜幼苗根系活性氧代谢的影响

水培试验研究了外源Ca2+对苯丙烯酸(CA)胁迫下黄瓜幼苗根系的生长及活性氧代谢的影响,以探讨Ca2+缓解黄瓜CA毒害的生理机制.结果显示:CA胁迫导致黄瓜幼苗的根鲜重、主根长、一级侧根数下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性上升,过氧化氢酶(CAT)活性下降,超氧阴离子(O2.-)产生速率、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率显著增大,表明CA胁迫使细胞发生明显的氧化损伤和膜脂过氧化;Ca2+可缓解CA胁迫对根生长的抑制,提高SOD、CAT活性,降低POD活性、O2.-产生速率、H2O2含量、MDA含量、相对电导率,表明Ca2+减轻CA胁迫对黄瓜幼苗毒性的生理机制之一,在于增强其活性氧的清除能力以及对细胞膜的稳定作用.     

盐胁迫下苯丙烯酸对黄瓜幼苗生理特性的影响

以特选山东密刺黄瓜品种为材料,研究了盐胁迫下,苯丙烯酸对黄瓜幼苗生理特性的影响及其施用的最佳时期和最适浓度。结果表明,苯丙烯酸能够相对提高盐分胁迫条件下黄瓜幼苗叶片的相对含水量和叶绿素含量,降低叶片细胞的质膜透性,缓解对细胞膜的伤害,抑制膜质过氧化产物丙二醛的积累,同时提高幼苗体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,从而提高黄瓜对盐胁迫的适应性。两叶一心期为苯丙烯酸的最佳处理时期,50μmol.L-1苯丙烯酸为最适处理浓度。     

脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢和渗调物质含量的影响

以抗热性较弱的黄瓜品种新泰密刺为材料,研究了外源脯氨酸(Proline,Pro)对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明,高温胁迫下,黄瓜幼苗叶片的超氧阴离子(O2-.)产生速率、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率(EL)显著升高,细胞膜受到了明显的过氧化伤害;Pro预处理通过提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增强了对活性氧(ROS)的清除能力,有效地缓解了由高温胁迫诱导的膜脂过氧化伤害;同时,Pro预处理提高了游离Pro、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,增强了植株的渗透调节能力,从而维持了植株体内的水分平衡。结果说明,外源Pro通过提高高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,来降低体内ROS水平,提高植株的渗透调节能力,从而缓解高温胁迫对黄瓜叶片的膜脂过氧化伤害。     

外源NO对重金属Cd胁迫下亚麻幼苗叶片抗氧化能力的影响

为探讨NO对CdCl2胁迫下的亚麻幼苗叶片抗氧化能力的影响,以‘天亚2号’为供试材料,采用不同浓度(0.1、0.5、1.0mmol/L)外源NO供体SNP处理0.1mmol/L CdCl2胁迫下的亚麻幼苗,分别于0(胁迫前)、24、48、72、96、120h后采集生长状况一致的亚麻幼苗叶片进行游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢(H2O2)含量、O2.-产生速率、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定.结果表明:外源NO可缓解Cd胁迫造成的亚麻幼苗膜质过氧化产物丙二醛含量的升高,促进脯氨酸积累,提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,并能抑制过氧化氢和超氧阴离子的产生.这种保护效应与NO的浓度明显相关,其中,0.1mmol/L SNP处理效果显著优于1.0mmol/L SNP处理.     

外源Spd对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以黄瓜品种津春2号为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和抗氧化酶基因表达的影响。结果表明,NaCl胁迫下,黄瓜幼苗超氧阴离子自由基(O.2-)产生速率、H2O2含量、丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率显著升高,而株高、茎粗和生物量显著下降;盐胁迫下喷施Spd明显上调了Cu/Zn-超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)基因的表达,提高了SOD、POD活性,显著降低了黄瓜幼苗O.2-产生速率、H2O2含量、MDA含量和电解质渗透率,且植株株高、茎粗和干鲜重下降幅度降低。表明外源Spd可通过上调盐胁迫下Cu/Zn-SOD和POD基因的表达,使SOD和POD酶活性升高,有效清除活性氧,从而缓解膜脂过氧化伤害,进而缓解盐胁迫对植株生长的抑制。     

硅对NO3-胁迫下黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

采用营养液培养试验,通过添加不同浓度(0、0.5、1、1.5、2 mmol.L-1)的Na2SiO3作为硅供体,研究外源硅对NO3-胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片抗氧化酶活性的影响。结果表明,140 mmol.L-1 NO3-胁迫下,外加1mmol.L-1 Na2SiO3处理7d后,黄瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高;丙二醛(MDA)含量显著降低,说明外加1mmol.L-1Na2SiO3增强了黄瓜幼苗对活性氧的清除能力,降低了膜脂过氧化程度,幼苗生长势增加,对高浓度NO 3-胁迫的抗性增强;当Na2SiO3浓度高达2 mmol.L-1时,其叶片SOD、POD、CAT和APX活性均开始降低,MDA含量增加,黄瓜幼苗受害加重。可见,外加一定浓度的Na2SiO3(0.5～1 mmol.L-1)可通过提高抗氧化酶活性和降低膜脂过氧化来缓解NO3-胁迫对黄瓜幼苗的伤害。     

NaCl胁迫及外源ABA和GA_3对黄瓜幼苗抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫及外源ABA、GA3处理对黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化的影响。结果表明:NaCl胁迫下,黄瓜幼苗叶片的过氧化物酶(POD)先升高后降低、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性降低,叶片膜脂过氧化产物内二醛(MDA)含最增高,质膜透性增大。外源ABA、GA3能显著提高黄瓜幼苗叶片POD、CAT、SOD的活性,降低叶片MDA的积累和质膜透性,有效缓解盐胁迫引起的黄瓜幼苗叶片细胞的膜脂过氧化。三组浓度的ABA、GA3均能显著缓解盐害。     

核黄素对盐胁迫下杜梨叶片抗氧化系统的影响

为探讨外源核黄素对盐胁迫下杜梨叶片抗氧化系统的影响,以梨砧木杜梨幼苗为供试材料,在水培条件下,研究了外源施加不同浓度核黄素对200 mmol/L Na Cl胁迫下其叶片抗氧化酶活性、活性氧产生、膜质过氧化和抗氧化物质含量的影响。结果显示:Na Cl胁迫3 d后,杜梨叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性减弱,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性增强,抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(As A)合成下降,活性氧(O2·-、H2O2)和丙二醛(MDA)大量积累。施加外源核黄素能增强Na Cl胁迫下杜梨叶片中SOD、POD、CAT、GR、GSH-Px和APX的活性,提高GSH和As A的含量,减少O2·-和H2O2的产生,降低脂质过氧化程度,有效缓解盐胁迫对杜梨叶片的过氧化伤害,其中以10μmol/L浓度的核黄素处理效果最为显著。     

硝酸盐胁迫下外源脱落酸对黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活力的影响

采用水培方法研究了外源脱落酸对硝酸盐胁迫下黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活力的影响。结果表明:硝酸盐胁迫显著抑制了黄瓜幼苗的生长,尤其是地上部分的生长。在黄瓜幼苗两叶一心和三叶一心时,与对照相比喷施不同浓度外源ABA的黄瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活力均发生不同程度的变化,丙二醛(MDA)含量总体降低。     

Effects of Exogenous Cinnamic Acids on the Growth and Physiological Characteristics of Cucumber Seedlings

In order to study the effects of exogenous cinnamic acids on plant growth, contents of photosynthetic pigment, root activities and ATPase activities of root membrane at cucumber seedling stage, the seedlings of Shandong Mici cucumber were tested. The results showed that seedlings growth, contents of photosynthetic pigment, root activities and ATPase activities of root membrane were inhibited by cinnamic acids. The growth and root activities of seedlings were significantly （P〈0.05） lower in the soil amended with 100 mg kg^-1 cinnamic acids compared to the control. The contents of chlorophyll a, chlorophyll a＋b and carotenoid of seedlings significantly （P〈0.05） decreased in the soil amended with 200 mg kg^-1 cinnamic acids, whereas ATPase activities exhibited a higher sensitivity and greatly decreased in the soil amended with 50 mg kg^-1 cinnamic acids. These results suggested that cinnamic acids could induce a stress condition, and the stress intensities increased with enhanced cinnamic acid concentration.     

酚酸类物质对黄瓜幼苗养分吸收的化感作用

以黄瓜为试材,采用基质栽培,研究了外源对羟基苯甲酸和苯丙烯酸对黄瓜幼苗养分吸收的影响,结果表明,在本试验浓度下,外源酚酸对黄瓜幼苗N、P和K吸收的化感效应均为抑制效应,除苯丙烯酸对K吸收的化感效应外,其他处理均随着处理时间的延长和浓度的增加化感抑制效应增强。说明一定浓度的酚酸类物质可以抑制养分的吸收,从而抑制作物幼苗的生长。     

Effects of Phenolic Acids on Growth and Activities of Membrane Protective Enzymes of Cucumber Seedlings

Two phenolic acids P-hydroxy benzoic acid and cinnamic acid were designated as four concentrations (0, 50μmol/L, 100μmol/L, 150μmol/L) to investigate the effects of phenoic acids on the growth and the activities of membrane protective enzymes of cucumber seedlings. The results showed that both phenolic acids inhibited the seedlings growth. The inhibitory effects were increased with the concentration of phenolic acids increasing and the time of treatment prolonging. Seedlings treated with A150 (P-hydroxy benzoic acid, 150μmol/L), B50 (cinnamic acid, 50 μmol/L), B100 (cinnamic acid,100μmol/L), B150 (cinnamic acid, 150μmol/L) showed significantly shorter in plant height , smaller in leaf area. and lighter in fresh weight. The inhibitory effect of cinnamic acid was comparatively stronger than that of P-hydroxy benzoic acid. For protective enzymes system, compared to control, the POD activity increased at all concentrations of P-hydroxy benzoic acid during the treatment but increased at first then decreased before increased again at last at all concentrations of cinnamic acid . In the case of CAT, its activity increased at first, then decreased, and increased again at lower concentrations of phenolic acids. However, at higher concentrations the activities decreased at first, then increased a little, decreased continuously at last. In addition, the treatments of phenolic acids led to an increase then a decreaseof SOD activity and an increase of MDA content in the seedlings. All above indicated the accumulating of free radicalsand destruction of protective enzymes at higher concentrations of phenolic acids.     

黄瓜植株体内苯丙烯酸提取方法的研究

以黄瓜为试材,以苯丙烯酸为酚酸的代表,研究了黄瓜植株体内苯丙烯酸的提取方法。结果表明,与传统的水浸泡法相比,超声法极大地缩短了浸提时间,而且增强了浸出效果,同时,操作简单安全易行。用超声法提取黄瓜叶片和根中苯丙烯酸的最佳时间均为15 min,提取率比传统的水浸泡法分别提高了59.63%和74.54%;提取茎中苯丙烯酸的最佳时间为20 min,比传统水浸泡法提高93.59%。同时,通过对实验条件的精确控制,建立了具体超声处理黄瓜根、茎、叶组织的准确作用时间体系,为进一步测定植物体内酚酸,提供了更好的提取方法。     

Effects of Cinnamic Acid on Bacterial Community Diversity in Rhizosphere Soil of Cucumber Seedlings Under Salt Stress

To investigate the effects of a plant autotoxin, cinnamic acid, on bacterial communities in the rhizosphere soil of cucumber seedlings under salt stress, we used cucumber as the experimental material, cinnamic acid as the autotoxin, and NaCl to apply salt stress. Bacterial communities in the rhizosphere soil were analyzed using polymerase chain reaction （PCR）, denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE）, and clone sequencing. Salt stress decreased the diversity of bacterial species in rhizosphere soil of cucumber seedlings at several growth stages. Cinnamic acid exacerbated the effects of salt stress at high concentrations, but alleviated its effects at low concentrations. Cloning and sequencing results indicated that DGGE bands amplified from soil samples showed high homology to uncultured bacterial species. Cinnamic acid at 50 mg kg^-1 soil improved cucumber growth and was the most effective treatment to alleviate the effects of salt stress on bacterial communities.     

盐胁迫下两种外源酚酸对黄瓜种子萌发及幼苗体内某些酶活性的效应

采用种子萌发试验和水培试验，比较研究了对羟基苯甲酸，水杨酸对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗体内酶活性的影响。结果表明：盐胁迫下，适当浓度的两种酚酸均能提高黄瓜种子萌发的发芽率，发芽指数，活力指数以及多酚氧化酶（PPOD）活性，对羟基苯甲酸促进种子萌发的效果比水杨酸好。两种酚酸均能提高盐胁迫下黄瓜幼苗体内超氧化物歧化酶（SOD），过氧化物酶（POD），多酚氧化酶（PPOD）的活性，但水杨酸处理比对羟基苯甲酸处理效果好。     

不同类型酚酸物质对莴苣的化感作用

以莴苣为受体,采取室内生测的方法,测定了4种苯甲酸型酚酸(对羟基苯甲酸、水杨酸、香草酸、丁香酸)和4种肉桂酸型酚酸(肉桂酸、阿魏酸、对香豆酸、咖啡酸),以及2种类型混合酚酸对莴苣的化感作用,对其抑制率进行回归分析并计算IC50(半抑制浓度值).结果表明,单一或混合酚酸浓度高时明显抑制莴苣生长,浓度低时抑制能力减弱或表现促进作用.苯甲酸型混合酚酸对莴苣根长和株高的IC50分别为2.71×10~(-4)和1.56×10-3mol·L~(-1),而肉桂酸型混合酚酸对莴苣根长和株高的IC50分别为8.01×10~(-4)和1.77×10~(-3)mol·L~(-1).可见,苯甲酸型酚酸的抑制作用高于肉桂酸型酚酸,且混合酚酸的抑制作用高于单一组分酚酸.     

苦参抑菌活性的研究

中药苦参为豆科槐属植物,药用其根,具有清热解毒, 祛风燥湿,去虫止痒的功效.用4种提取方法提取苦参根的生物活性物质,研究不同方法提取物对病菌孢子萌发、菌丝生长及离体植物患病叶的抑菌作用.结果表明:丙酮粗提物对黑星病、炭疽病病菌孢子萌发有显著抑制作用,抑制率100%;对灰霉菌丝生长有显著抑制作用;对黄瓜离体叶黑星病菌有一定抑制作用.甲醇粗提物对黑星病、炭疽病孢子萌发抑制率达100% ;对灰霉菌丝生长有一定抑制作用;对黄瓜离体叶黑星病菌抑制率达50%;对番茄离体叶灰霉病菌有显著抑制作用.水提物对黑星病孢子萌发有显著抑制作用.灭菌水提物不仅不能抑制病菌生长,反而对病菌生长有促进作用.