盐胁迫条件下外源Ca2+对蚕豆气孔运动及质膜K+通道的调控

研究了Ca²⁺ 对NaCl胁迫下蚕豆气孔运动及质膜K+通道的影响。结果表明,100 mmol L^-1 NaCl可明显诱导气孔开放,该现象可被10 mmol L^-1 CaCl₂ 显著抑制。为探讨盐胁迫下Ca²⁺对K⁺和Na⁺跨膜运输的调控机制,我们利用膜片钳技术记录全细胞K⁺ 电流发现,在100 mmol L^-1 NaCl胁迫下,加入10 mmol L^-1 CaCl₂胞外处理,显著抑制质膜K+内向及外向通道电流,这种抑制可被1 mmol L^-1 La³⁺ (Ca²⁺通道抑制剂)缓解。非盐胁迫下,10 mmol L^-1 CaCl₂ 胞外处理也能显著抑制质膜内向K⁺通道,但明显激活其外向通道,加入1 mmol L^-1 La³⁺并不能被缓解。用H₂O₂专一的荧光探针二氯荧光素二乙酸酯(H2DCF-DA)单细胞分析保卫细胞内H₂O₂含量变化显示,在100 mmol L^-1 NaCl盐胁迫下,10 mmol L^-1 CaCl₂ 处理明显诱导H₂O₂在保卫细胞中积累;100 mmol L^-1 NaCl和10 mmol L^-1 CaCl₂单独处理并不能诱导H₂O₂积累。推测Ca²⁺在盐胁迫下可能先诱导H₂O₂在胞内积累,进而激活质膜Ca²⁺通道,迅速提高胞内Ca²⁺浓度以抑制Na⁺通过质膜K⁺通道跨膜内流,同时调节Na⁺外流,两种效应共同作用促使气孔关闭,减少盐胁迫下水分的过度散失。上述结果将为Ca²⁺调控作物抗盐机制研究提供新的思路。     

硝普钠缓解花生铝毒害作用和影响AhSAG和AhBI-1基因表达

以花生为材料，研究了铝胁迫诱导花生发生细胞程序性死亡的条件下，加入外源NO供体SNP对不同耐性花生品种根尖生长及相关细胞程序性死亡基因的影响。根长生长、根尖苏木精染色和铝含量测定结果表明，适当浓度的SNP能够缓解一定浓度铝对花生根生长的毒害作用，1.0 mmol L^–1的SNP缓解作用最明显，此浓度下，99-1507和中花2号与对照相比，根长增加45%和52%，根尖铝含量降低10%和23%，苏木精染色变浅。加入1.0 mmol L^–1的SNP处理后，与对应铝胁迫相比，花生衰老基因AhSAG的相对表达量在耐铝品种99-1507中先升高后降低，在0.1 mmol L^–1和0.4 mmol L^–1 Al³⁺处理时，显著下降；在铝敏感品种中花2号中呈缓慢升高的趋势，在0.1 mmol L^–1和0.4 mmol L^–1 Al³⁺处理时，显著上升；花生细胞程序性死亡相关基因AhBI-1的相对表达量在99-1507中呈先升高后降低的趋势，在中花2号中则先降低后升高，当99-1507在0和0.02 mmol L^–1 Al³⁺处理时，中花2号在0、0.02和0.1 mmol L^–1 Al³⁺处理时，SNP处理后的AhBI-1表达量均低于对应的单独铝处理。由此说明，NO对花生铝毒害有一定的缓解作用，其作用机理可能与影响细胞程序性死亡基因表达而调控细胞程序性死亡有关。     

陆地棉原生质体培养与植株再生技术研究

 分离培养陆地棉品种ZDM-3（Gossypium hirsutum L cv ZDM-3）胚性细胞悬浮系的原生质体,通过体细胞胚胎发生成功获得再生植株。试验结果表明,植物生长调节剂组合和碳源对原生质体培养具有重要的影响,添加2,4-D + KT + 1.5%（W/V）葡萄糖+ 1.5%（W/V）麦芽糖的KM8P培养基对于陆地棉原生质体培养的效果较好。激素组合0.46 μmol·L^-1 KT + 0.45 μmol·L^-1  2,4-D诱导的愈伤组织较松软,分化潜力高;胚性愈伤组织的增殖使用0.93 μmol·L^-1 KT + 2.46 μmol·L^-1 IBA的激素组合;1.2 μmol·L^-1 IBA + 1.39 μmol·L^-1 KT有利于体细胞胚胎发生,而MSB-5 + 0.67 μmol·L^-1 KT+2.69 μmol·L^-1 NAA的培养基适合体细胞胚胎萌发和植株再生。此外,愈伤组织诱导宜用葡萄糖作为碳源,而胚性愈伤组织增殖、保存和胚状体的萌发过程宜使用麦芽糖作碳源。     

细胞内IP3-Ca2+途径对UV-B辐射下玉米幼苗光合特性的调控机制

使用外加0.15 Wm^-2 UV-B及不同钙效应剂处理玉米幼苗,研究细胞Ca²⁺信号系统对UV-B辐射下玉米幼苗光合作用的调控机理。结果表明,UV诱导的胞内Ca²⁺荧光增强受胞内IP3通道阻断剂肝素(Heparin)、胞内CaM活性抑制剂三氟啦嗪(TFP)抑制,降低玉米幼苗Chl a、Chl b及Chl T含量、原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSII活性(F_v/F_o)、Hill反应活力、水分利用效率(WUE),提高胞间二氧化碳浓度(C_i),最终导致净光合速率(P_n)下降;细胞质膜钙通道阻断剂氯化镧(LaCl₃)引发的此效应较小。据此提出,UV-B辐射下,玉米幼苗叶片细胞IP3动员胞内钙库释放Ca²⁺,调节光合色素合成、Hill反应活性、WUE,CaM介导的下游反应调节G_s,是Ca²⁺信号系统最终实现对P_n调控的主要机制。     

不同库容量类型籼稻品种源库相关参数的基本特点

在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的常规籼稻代表品种(2001年为88个、2002年为122个)为材料,测定叶面积、干物质重(包括根系)、产量及其构成因素、氮素含量等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按库容量从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 6类,研究各类品种源、库主要性状的基本特点。结果表明：(1)供试品种间库容量的差异很大(426%和817%)。A、B、C、D、E、F类品种的平均库容量,2001年分别为426.37、642.53、770.96、903.73、1 064.32、1 213.90 g m^-2,2002年分别为359.36、574.11、764.98、962.43、1 200.11、1 455.59 g m^-2;(2)大库容量品种全生育期天数、每日形成的库容量较大,库容量显著受到全生育期天数、每日形成库容量的影响,后者对库容量的作用大于前者对库容量的作用;(3)大库容量类型品种抽穗期叶面积、成熟期叶面积、抽穗期绿叶重、成熟期绿叶重、比叶重较大,但结实期叶面积下降比例小;(4)大库容量类型品种结实期净同化率、单位叶面积籽粒产量、单位叶面积库容量、单位干物质库容量、单位氮素库容量大于小库容量类型品种;（5）多元逐步回归分析表明,抽穗期绿叶重、单位叶面积库容量、单位氮素库容量、单位干物质库容量、净同化率、比叶重是影响库容量的主要源库性状(R²= 0.953~0.963)。通径分析表明,抽穗期绿叶重、单位叶面积库容量对库容量的作用要显著大于单位氮素库容量、单位干物质库容量、净同化率、比叶重等对库容量的作用。     

CO2浓度升高和施氮对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响

为探讨大气CO₂浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用,以小偃22和小偃6号为材料,于2007—2009连续2个生长季,利用开顶式气室进行盆栽试验,对背景CO₂浓度(375 μL L^-1)和高CO₂浓度(2007—2008年度680 μL L^-1, 2008—2009年度750 μL L^-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平,分别是0、0.1、0.2和0.3 g kg^-1土; 2008—2009年度设3个施氮水平,分别是0、0.15和0.30 g kg^-1土。结果表明,施氮和CO₂浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累,增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量,适量施氮提高了CO₂浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO₂浓度相比,高CO₂浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率,但CO₂浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO₂浓度升高后,2007—2008年度各营养器官和地上部,以及2008—2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加,但2008—2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低,小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13 g kg^-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO₂浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO₂浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。     

干旱胁迫下一氧化氮对小麦离体根尖离子吸收的影响

为阐明干旱胁迫下一氧化氮(NO)对植物的保护机制,利用干旱敏感性不同的3个小麦(Triticum aestivum L.)品种的离体根尖,比较了NO对干旱胁迫的响应及其对离子吸收的影响。在干旱胁迫下, 耐旱品种陇春8139根尖中大量产生NO, K⁺和Ca²⁺被大量吸收, 而Cl^-1被排出体外, 质膜H⁺-ATPase活性升高; 而干旱敏感品种甘麦8和定西24的根尖中NO、离子含量和质膜H⁺-ATPase活性的变化呈相反趋势。NO供体硝普纳(SNP)处理使3个品种根尖中的K⁺和Ca²⁺含量增加,Cl^-1含量下降,并能提高质膜H⁺-ATPase活力;NOS抑制剂N^ω-nitro-L-arginine(LNNA)和NO清除剂2-phenyl-4,4,5,5-tetramethyl-imidazoline-1-oxyl- 3-oxide(PTIO)能够逆转这一效果。Na⁺含量在所有处理下都没有明显变化。试验结果证明,NO能够通过调节质膜H⁺-ATPase活力影响植物对离子的选择吸收,从而提高耐旱性。     

甜菜亚硝酸还原酶基因(NiR)的克隆与表达分析

以甜菜品种甜研7号叶片的cDNA为模板,采用RT-PCR和3′/5′RACE技术,获得了编码亚硝酸还原酶基因(NiR)的cDNA全序列2 014 bp, 包含有1 830 bp的开放阅读框,编码599个氨基酸。所推导的氨基酸序列与菠菜及拟南芥NiR编码的氨基酸序列均具93%的同源性。生物信息学分析表明,甜菜NiR具有完整的NiR蛋白结构,含血红素蛋白β-化合物区域和4Fe-4S区域, 并利用分析软件预测其三维结构。实时荧光定量结果显示,在以0、10、20、30、40、50、80和160 mmol L^–1 NO₃^–-N处理72 h的试验中,50 mmol L^–1处理可使甜菜NiR的表达量达到最大;以0、2、4、8、16、32、64和128 mmol L^–1 NH₄⁺-N处理48 h的试验表明,8 mmol L^–1和64 mmol L^–1处理条件下甜菜NiR表达量相对较高。硝态氮和铵态氮不同配比处理48 h的试验中,NO₃^–-N和NH₄⁺-N比例为80:20可使甜菜NiR的表达量达到最大;在氮素诱导的基础上,蛋白抑制剂放线菌酮处理9 h,随着处理浓度的增大,NiR的表达量逐渐下降;不同浓度NO₂^–处理的试验中,40 mmol L^–1处理下NiR的表达量最大。     

室外盆栽条件下盐胁迫对甜高粱光系统II活性的影响

室外盆栽条件下, 设置2个NaCl浓度(100 mmol L^–1和200 mmol L^–1), 调查盐胁迫对甜高粱光合特性和光系统II (PSII)活性的影响。结果表明,叶片Na⁺离子含量与Na⁺/K⁺比随盐浓度增加和处理时间延长而增加。净光合速率(P_n)、光系统II开放反应中心天线转化效率(F_v¢/F_m¢)、光化学猝灭系数(q_P)和光系统II实际光化学效率(Φ_PSII)随盐浓度的增加而降低,非光化学猝灭(NPQ)随盐浓度增加而增加;100 mmol L^–1处理组的P_n、F_v¢/F_m¢、q_P和Φ_PSII随处理时间延长有所恢复,但200 mmol L^–1处理组无此现象。光系统II (PSII)最大光化学效率(F_v/F_m)在100 mmol L^–1 NaCl处理时影响较小,但在200 mmol L^–1 NaCl处理时明显下降。短期盐胁迫未影响荧光诱导动力学曲线,而200 mmol L^–1 NaCl处理5 d后荧光诱导动力学曲线O-K和O-J相上升。进一步研究证明,PSII的失活速率在两个盐浓度下均无明显变化,而修复速率在200 mmol L^–1盐浓度处理5 d后降低明显。因此,认为室外盆栽条件下盐胁迫造成甜高粱碳同化能力降低并改变PSII激发能分配;叶片Na⁺离子含量的大幅增加会导致PSII活性下降及光抑制,这与PSII失活速率无关,主要是失活PSII修复速率受抑制的结果。这对理解户外盐胁迫条件下C₄作物的光抑制机制具有一定意义。     

大田棉花真叶叶柄组织培养特性研究

 利用已建立的叶柄组织培养体系,对大田棉株不同发育时期、不同部位的叶柄进行组织培养研究。叶柄和无菌苗下胚轴愈伤组织诱导培养基为MSB+IAA 0.1 mg·L^-1+KT 0.1  mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1+Glucose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1(pH 5.8);叶柄愈伤组织分化培养基为MSB+IAA 0.05 mg·L^-1+KT 0.05 mg·L^-1+Glucose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1(pH 6.5);无菌苗愈伤组织分化培养基为MSB+IAA 0.02 mg·L^-1+KT 0.04 mg·L^-1+Glucose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1(pH 6.5)。研究发现棉花主茎叶叶柄、果枝叶叶柄、营养枝叶叶柄在愈伤组织生长速度方面有一定差异,在愈伤组织诱导和分化方面,除严重衰老叶片的叶柄外,其它部位差异不显著。不同来源的胚性愈伤组织在MSB+6-BA 0.05 mg·L^-1+KT 0.02 mg·L^-1+Sucrose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1（pH 6.5）培养基上,均能得到胚状体,并获得再生植株。可见棉花叶柄是优良的组织培养外植体。     

利用Mudgo/武育粳3号F2群体分析水稻抗灰飞虱QTL

灰飞虱是我国水稻生产上的重要害虫。Mudgo是一个高抗灰飞虱的籼稻品种,对灰飞虱具有强的排驱性和抗生性抗性。利用Mudgo/武育粳3号F₂群体,构建了含有177个单株的F₂群体的遗传连锁图谱。该连锁图包含104个SSR标记和3个Indel标记,覆盖整个水稻基因组1 409.9 cM,每两个标记之间的平均距离为13.2 cM。采用改进的苗期集团筛选法对177个F_2:3家系进行了抗性鉴定,通过Windows QTL Cartographer 2.5进行复合区间作图分析,在第2、3、12染色体上分别检测到抗灰飞虱QTL Qsbph2b、Qsbph3d和Qsbph12a,分别位于标记RM5791~RM29、RM3199~RM5442和I12-17~RM333 1之间,单个LOD值分别为3.25、3.11和6.82,贡献率分别为17.3%、15.6%和35.8%,各QTL增强抗性的等位基因效应均来自Mudgo。其中Qsbph12a与标记RM3331和I12-17紧密连锁。结合表型鉴定的结果,Qsbph12a应为抗灰飞虱主效QTL,与该位点紧密连锁的标记可用于抗灰飞虱快速选择辅助育种。     

铝胁迫下大豆根尖细胞铝的微区分布与耐铝性分析

以浙春3号为实验材料, 利用透射电镜(TEM: Transmission Electron Microscope)-X-射线能谱(EDS: Energy Dispersive X-ray), 调查铝胁迫下大豆根尖铝的微区分布及耐铝性。结果表明,Al³⁺胁迫导致根尖细胞细胞壁不规则加厚, 线粒体数量增多, 核膜膨胀, 液泡中存在较多的电子致密沉淀物。90 mg L^-1 Al³⁺处理的根尖细胞内含物完全降解消失, 仅剩细胞壁。10 mg L^-1 Al³⁺处理的线粒体、细胞壁和液泡电子致密沉淀物中均检测到Al;随着Al³⁺处理浓度的增大, 各细胞器中Al的质量和原子数百分比逐渐增大。线粒体在60 和90 mg L^-1Al³⁺处理下, 液泡电子致密沉淀物在90 mg L^-1Al³⁺处理下,均未被检测出Al。在60 mg L^-1Al³⁺处理下唯一一次在细胞核中检测到Al。Al³⁺抑制了根系生长, 根系细胞中细胞壁的Al³⁺含量受影响最明显。P/Al在细胞壁和线粒体中的相对原子数随Al³⁺浓度的增大而下降。研究结果表明X–射线能谱对铝在亚显微结构上的定位是一种快速、有效的方法。铝最先积累在细胞壁上, 随Al³⁺处理浓度增大逐渐积累于部分细胞器和细胞核中, 且含量在细胞中的分布亦由外向里呈递减趁势。     

铝离子胁迫下大豆根尖柠檬酸的分泌及SGA1基因的表达

为揭示铝离子诱导大豆根尖分泌有机酸的特点及介导有机酸分泌的信号途径,采用溶液培养试验方法调查Al Cl3对大豆品种(广州本地2号)根尖有机酸分泌及SGA1基因表达的影响。结果表明,Al Cl3胁迫下大豆活体根尖分泌柠檬酸,且分泌量随着铝浓度(25、50μmol L–1Al Cl3)和处理时间(2~12 h)的增加而增加;大豆根尖以模式II分泌柠檬酸,处理后的前4 h,分泌速率很低,其后显著提升;有机酸明显分泌的诱导期长达6 h;在50μmol L–1 Al Cl3的溶液中添加异三聚体G蛋白抑制剂百日咳毒素(200 ng m L–1),柠檬酸分泌减少38.7%。RT-PCR分析结果显示,Al Cl3溶液诱导大豆根尖SGA1基因的表达,其表达水平随着铝处理时间(0.5~12.0 h)的延长有提升的趋势,而诱导的SGA1基因表达明显早于有机酸开始分泌时间(6 h)。这些结果表明,铝离子诱导大豆根尖分泌柠檬酸及SGA1基因的表达,异三聚体G蛋白可能作为铝胁迫信号开关器参与有机酸分泌的调控。     

Genotypic differences in wheat Al tolerance

Summary Aluminium tolerance of 83 genotypes from Croatian and Yugoslav Triticum aestivum germplasm was evaluated in nutrient solutions having Al³⁺ activities of 0, 12.5 and 25 M. Relative root length (25 M Al³⁺/0 Al) of various genotypes ranged from 2 to 97% (from very sensitive to tolerant to Al). No genotype with Al tolerance close to that of very tolerant cultivar Atlas-66 was found. Soil, climatic, fertilization, and liming effects that wheat plants giving seeds for the nutrient solution Al-tolerance screening had been subjected to during their growth cycle did not influence the Al-tolerance ranking. Significant correlation was found between screening wheat for Al tolerance in nutrient solutions and in acid Pseudogley soil amended with five rates of limestone in a greenhouse experiment. Seed protein concentration was significantly related to the Al-tolerance ranking (r² = 0.962). Such a significant correlation was not obtained in a case of rheological and other quality characteristics of seeds. Al-tolerant wheat genotypes identified in this study will be used in breeding for improved Al tolerance.Abbreviations HSD Tukey's Honestly Significant Difference - RRL-2 relative root length, in % (12.5 M Al³⁺/0 Al) - RRL-4 relative root length, in % (25 M Al³/0 Al)     

边缘细胞对大豆根尖铝毒害的缓解

以大豆[Glycine max (L.) Merrill]浙春3号为试验材料, 采用静置培养(保持边缘细胞附于根尖)和振荡培养(移除根尖边缘细胞), 测定边缘细胞数目和活性、根相对伸长率和根内酶的活性, 研究了边缘细胞对大豆根尖铝毒害的缓解效应。结果显示, 大豆发育过程中存活的边缘细胞数与总数之比达60%~80%, 50~400 mmol L^-1 Al³⁺胁迫12 h能诱导边缘细胞从根尖脱落, 200~400 μmol L^-1 Al³⁺胁迫24 h对边缘细胞的发育有抑制作用。Al³⁺处理抑制根伸长, 移除边缘细胞的根相对伸长率低于保留边缘细胞的根。0~100 mmol L^-1 Al³⁺胁迫12 h, 0和50 mmol L^-1Al³⁺胁迫24 h, 具有边缘细胞的大豆根系的POD、SOD活性及蛋白质含量显著高于移除边缘细胞的根内酶活性和蛋白质含量, 但200和400 mmol L^-1 Al³⁺处理12 h, 100~400 mmol L^-1 Al³⁺处理24 h时, 根尖有无边缘细胞对根系的酶活性及蛋白质含量影响不显著。说明低浓度Al³⁺胁迫下, 大豆通过增加边缘细胞数目、提高根尖蛋白质含量, 维持较高水平的POD、CAT和SOD活性来对抗铝毒胁迫, 以缓解植物的铝毒害。     

Evaluation of Triticum aestivum germplasm from Croatia and Yugoslavia for aluminium tolerance

Summary Aluminium tolerance of 90 genotypes of Triticum aestivum L. germplasm from the breeding programmes of eight Croatian and Yugoslav institutions was evaluated in nutrient solutions having Al³⁺ activities of 0, 12.5 and 25M. Overall distribution of Al tolerance of wheat genotypes was skewed toward lower tolerance rankings. Average Al tolerance differed among gene pools created at different breeding institutions. Genotypes tolerant enough to be useful in the breeding programmes aimed at selecting cultivars with improved Al tolerance are identified in germplasm from four institutions. No correlation was found between chemical characteristics of soils used over the years by breeding institutions for their field trials and the Al-tolerance ranking of the corresponding germplasm material.Abbreviations HSD Tukey's Honestly Significant Difference - RRL-4 relative root length, in % (25M Al³⁺/0 Al)     

Physiological Responses of Krishum (Iris lactea Pall. var. chinensis Koidz) to Neutral and Alkaline Salts

The aims of this study were to compare the physiological responses of krishum (Iris lactea Pall. var. chinensis Koidz) to neutral and alkaline salt stress and identify and examine the mechanisms involved in plant response to salt treatments. In this study, biomass, ion accumulation (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺), organic solute (proline) concentration, rate of membrane electrolyte leakage (REL) and antioxidase activities including those of superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), catalase (CAT, EC 1.11.1.6) and peroxidase (POD, EC 1.11.1.7) were investigated in krishum under different concentrations of NaCl, Na₂CO₃ and the mixture of the two salts in the same volume. All three treatments caused increases in Na⁺ concentration, proline content and REL and decreases in root Mg²⁺ and K⁺ content. Increased Ca²⁺ and antioxidase activities were observed at lower external Na⁺ concentrations. However, at higher external Na⁺ levels, decreased Ca²⁺ and antioxidase activities were detected. Alkaline salt resulted in more damage to krishum than neutral salt including lower SOD, POD and CAT activities and decreased proline content, relative to neutral salt. High Na⁺ and low K⁺ in krishum intensified ion toxicity under alkaline condition. Alkaline salt caused greater harm to plants than neutral salt, the primary reason of which might be the lower Ca²⁺ content in the plant under alkaline salt stress.     

NO与Ca2+对蚕豆保卫细胞气孔运动的互作调控

以蚕豆(Vicia faba L.)为材料研究NO和Ca²⁺对蚕豆气孔运动及质膜K⁺通道的影响。结果表明,10 mmol L^-1 Ca²⁺和100 µmol L^-1 NO供体SNP均有效抑制气孔开放,NO清除剂c-PTIO不能缓解Ca²⁺抑制气孔开放,相反胞外加入0.1 mmol L^-1 Ca²⁺可以明显加强NO对气孔开放的抑制程度,该现象可被La³⁺(Ca²⁺通道抑制剂)缓解。以膜片钳技术记录全细胞K⁺电流发现,胞外10 µmol L^-1或100 µmol L^-1 SNP均可选择性抑制蚕豆保卫细胞质膜内向K⁺通道,追加0.1 mmol L^-1 Ca²⁺可显著激活质膜外向K⁺通道,且可被La³⁺所缓解,然而0.1 mmol L^-1 Ca²⁺单独作用并不影响质膜外向K⁺通道活性。10 mmol L^-1 Ca²⁺单独处理可激活质膜外向K⁺通道,但不能被c-PTIO缓解。分别用Ca²⁺和NO专一的荧光探针Fluo-3-AM和DAF-2DA标记蚕豆保卫细胞原生质体,检测胞内Ca²⁺和NO的水平变化发现,100 µmol L^-1 SNP明显诱导胞内Ca²⁺积累,但10 mmol L^-1 Ca²⁺并不能诱导NO在细胞内积累。记录保卫细胞质膜Ca²⁺通道电流发现,NO可明显激活质膜Ca²⁺通道。表明NO有效抑制气孔开放,可能主要通过激活质膜Ca²⁺通道,提高胞内Ca²⁺,激活质膜外向K⁺通道促进K⁺外流,同时,可选择性抑制内向K⁺通道阻止K⁺内流,两种途径共同作用抑制气孔开放。然而,胞外10 mmol L^-1 Ca²⁺对气孔和质膜K⁺通道活性的调节并不依赖于NO。     

燕麦对碱胁迫的阳离子响应机制

以耐碱性燕麦品种Vao-9和碱敏感性品种白燕5号为试验材料,采用盆栽法,用25、50、75、100 mmol L^-1碱浓度(Na₂CO₃和NaHCO₃按摩尔比1∶1混合)进行短期(14 d)和长期(28 d)胁迫处理,观测两品种根、茎、叶中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺吸收及分配特点,并从离子平衡吸收与分配角度,探讨燕麦对碱胁迫的生理适应机制。胁迫处理14 d后,燕麦体内Na⁺增加,K⁺下降,Ca²⁺和Mg²⁺变化不大,且两品种间各器官中4种离子的分配比例差异不显著。胁迫处理28 d后,两品种各器官中Na⁺增幅较大,K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺降幅较大。Vao-9植株体内Na⁺、Ca²⁺含量大于白燕5号,但K⁺、Mg²⁺含量与白燕5号无显著差异,但两品种间各器官中4种离子的分配特点不同;当胁迫浓度达到100 mmol L^-1时,与白燕5号相比,Vao-9叶片中少分配5.9个百分点Na⁺,多分配13.5个百分点K⁺、28.9Ca²⁺、10.9Mg²⁺,茎中多分配5.4个百分点Na⁺,少分配9.8个百分点K⁺,根中少分配28.9个百分点Ca²⁺、10.9Mg²⁺,因而Vao-9叶片中Na⁺ /K⁺、Na⁺ /Ca²⁺、Na⁺ /Mg²⁺值较白燕5号低。可见,燕麦通过提高阳离子选择吸收及器官分配能力以适应碱胁迫。     

茶树体内铝形态及铝累积特性

设置不同Al³⁺浓度对青茶进行50 d处理,调查茶树铝含量和铝的化学配位形态。结果表明,茶树体内的铝大多以有机态或螯合态形式存在;茶树老叶具有高积累铝的特性,但以5 mmol L^-1铝处理时,运输到叶片的铝减少,积累于茶树根部的铝增多。利用²⁷Al NMR技术检测表明,茶树各器官中普遍存在Al₁₃的强烈共振吸收峰;在各器官中还出现–0.38×10^-6处和–0.17×10^-6处的微弱吸收峰,为目前尚未检出的铝络合物形式;在5 mmol L^-1 Al³⁺处理下,青茶老叶中含有更多的Al-复合物,包括Al-草酸盐(1∶2)、Al-草酸盐(1∶2)和Al-磷酸复合物,说明茶树体中的铝通过与其他物质形成络合物以降低铝的毒性。