土壤重金属镉胁迫对石竹幼苗生长的影响及其机理

为了揭示土壤重金属镉(Cd)对植物的毒害机理,采用温室盆栽试验方法,研究了不同浓度(0, 0.3, 1, 3, 10, 30和50 mg/kg)Cd污染土壤对石竹幼苗生长以及对抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响。结果表明,石竹幼苗的分蘖数、株高和生物量表现出显著的“低促高抑”的现象,这缘于土壤Cd低浓度(≤1 mg/kg)胁迫和胁迫的初期,石竹叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性提高,以抵抗体内逐渐增多的活性氧(ROS);随着Cd浓度的增加和镉胁迫时间的延长,石竹叶片中的超氧阴离子(O₂^-·)和过氧化氢(H₂O₂) 等ROS爆发,SOD、APX、MDAR、DHAR和GR等抗氧化酶活性迅速降低,抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量减少,过多的ROS不能被石竹自身的抗氧化系统有效地清除,最终导致膜脂过氧化受到逆境伤害。另外,试验结果验证了APX是清除H₂O₂的重要酶,GR是生成GSH的重要酶,MDAR还原MDHAR是AsA-GSH循环中再生AsA的主要途径。     

AsA-GSH循环参与2,3-丁二醇、2R,3R-丁二醇诱导后匍匐翦股颖的抗病反应

用250 μmol/L的2,3-丁二醇(2,3-BD)与100 μmol/L的2R,3R-丁二醇(2R,3R-BD)注射至匍匐翦股颖根部后接种立枯丝核菌,诱导匍匐翦股颖对褐斑病的抗性。测定两诱导剂处理对立枯丝核菌发病率的影响,分析诱导后匍匐翦股颖叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环中关键酶活性及氧化还原水平变化情况,确定2,3-BD与2R,3R-BD在诱导匍匐翦股颖抗病性过程中,抗坏血酸-谷胱甘肽循环的变化及其与抗病性的相关性。结果表明,2,3-BD与2R,3R-BD处理匍匐翦股颖后明显降低接菌后的病叶率,同时叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增幅低于对照,谷胱甘肽还原酶(GR)活性提高,还原型抗坏血酸(AsA)含量呈前期减少后期增加趋势,脱氢抗坏血酸(DHA)含量在第1,9天出现两次高峰,与对照相比显著提高,且两处理的AsA/DHA在第5天达到最大值,分别为对照的5.0,3.4倍,还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著提高,并且两处理的GSH与氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值在第9天达到最大值,分别为对照的2.34,1.66倍。2,3-BD与2R,3R-BD诱导匍匐翦股颖抗褐斑病的过程中,抗坏血酸-谷胱甘肽循环维持较高效率参与植物抗病反应。     

紫花苜蓿种子吸胀期胚根线粒体AsA-GSH循环对低温胁迫的响应

为探究胚根线粒体抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环响应低温胁迫的抗氧化作用机制,以紫花苜蓿种子为材料,研究了不同温度(10和20℃)处理下发芽特性、不同吸胀时间(6、12和24 h)胚根线粒体AsA-GSH循环酶活性、抗氧化物以及过氧化氢(H₂O₂)含量的变化规律。结果表明,吸胀12和24 h后,10℃处理的胚根线粒体H₂O₂含量高于20℃。吸胀24 h期间,10℃处理的胚根线粒体谷胱甘肽还原酶(GR)活性均低于20℃。吸胀12和24 h后,10℃处理的胚根线粒体抗坏血酸(AsA)含量均低于20℃。10℃条件下吸胀24 h后,与20℃处理相比,胚根线粒体谷胱甘肽(GSH)含量显著降低(P<0.05)。苜蓿种子在10℃条件下吸胀萌发时,主要通过降低AsA-GSH循环中GR、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、过氧化物酶(POD)活性和AsA、GSH含量,使胚根线粒体内的H₂O₂积累,产生氧化损伤,继而影响种子萌发的正常进程。     

外源复合激素对匍匐翦股颖抗褐斑病的诱导抗性

以匍匐翦股颖品种“Penn-A4”为材料,研究以不同浓度的油菜素内酯(EBR)、水杨酸(SA)和乙烯(ET)组合的外源复合激素和3个连续诱导时间(5、7、10 d)为变量,通过测定病情指数、防治效果、抗氧化酶活性及抗坏血酸-谷胱甘肽循环变化,分析外源复合激素及连续诱导时间对匍匐翦股颖抗褐斑病的诱导效应。结果表明,不同激素组合和不同连续诱导时间处理均可提高匍匐翦股颖的抗病性,其中ET+EBR组合连续诱导处理7 d的病情指数最低,为13.36,显著低于其他处理,此时防治效果为40.51%;另外,此组合诱导处理后,匍匐翦股颖幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)分别比对照(CK)提高了130.53%、197.40%和101.66%;抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性分别比对照(CK)提高了316.26%、41.95%和80.34%;脱氧抗坏血酸(AsA)、氧化型谷胱甘肽(GSH)含量以及脱氧抗坏血酸/氧化型抗坏血酸(AsA/DHA)、氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽(GSH/GSSG)也均高于对照(CK)和其他处理。表明EBR、SA和ET三种物质组成的复合外源物可以诱导匍匐翦股颖抗褐斑病,其中ET+EBR组合连续诱导处理7 d的效果最好。该研究结果为新型复合诱导抗病剂的应用推广提供了技术支持。     

外源复合激素对匍匐翦股颖抗褐斑病的诱导抗性

以匍匐翦股颖品种"Penn-A4"为材料,研究以不同浓度的油菜素内酯(EBR)、水杨酸(SA)和乙烯(ET)组合的外源复合激素和3个连续诱导时间(5、7、10d)为变量,通过测定病情指数、防治效果、抗氧化酶活性及抗坏血酸-谷胱甘肽循环变化,分析外源复合激素及连续诱导时间对匍匐翦股颖抗褐斑病的诱导效应。结果表明,不同激素组合和不同连续诱导时间处理均可提高匍匐翦股颖的抗病性,其中ET+EBR组合连续诱导处理7d的病情指数最低,为13.36,显著低于其他处理,此时防治效果为40.51%;另外,此组合诱导处理后,匍匐翦股颖幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)分别比对照(CK)提高了130.53%、197.40%和101.66%;抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性分别比对照(CK)提高了316.26%、41.95%和80.34%;脱氧抗坏血酸(AsA)、氧化型谷胱甘肽(GSH)含量以及脱氧抗坏血酸/氧化型抗坏血酸(AsA/DHA)、氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽(GSH/GSSG)也均高于对照(CK)和其他处理。表明EBR、SA和ET三种物质组成的复合外源物可以诱导匍匐翦股颖抗褐斑病,其中ET+EBR组合连续诱导处理7d的效果最好。该研究结果为新型复合诱导抗病剂的应用推广提供了技术支持。     

燕麦种胚细胞和线粒体AsA-GSH循环对外源H2O2引发的响应

本研究探讨了外源H₂O₂引发后，燕麦(Avena sativa)种胚细胞和线粒体抗坏血酸(Ascorbic acid, AsA)-谷胱甘肽(Glutathione, GSH)循环的抗氧化性能的变化规律，以期为植物种子的长期贮藏技术研究提供理论依据。试验以燕麦种子为材料，用浓度为0,0.96,1.92,3.84和7.68 mol·L^-1的H₂O₂引发12 h后，分析其种胚细胞和线粒体脂质过氧化水平、AsA-GSH循环中酶促和非酶促抗氧化物质的变化规律。结果表明：燕麦种胚细胞和线粒体内AsA和GSH含量会随外源H₂O₂浓度的增加而显著降低(P<0.05),其AsA-GSH循环的酶活性、脱氢抗坏血酸和氧化型谷胱甘肽含量均呈先升后降的趋势，其H₂O₂和丙二醛含量显著升高(P<0.05),燕麦种子发芽率则显著降低(P<0.05)。燕麦种胚细胞和线粒体AsA-GSH循环的抗氧化功能变化...     

水葫芦沼液浸种对苗期青菜品质影响初探

以青菜(Brassica rapa)为材料,研究不同剂量水葫芦(Eichhornia crassipes)沼液对青菜生物量、根系活力、蛋白质含量、亚硝酸盐、可溶性糖及Vc含量的影响.结果表明,沼液浸种可以显著提高青菜根系活力(P ＜0.05),进而促进生物量增加,鲜质量、干质量和根系活力的变化趋势相似.随着沼液处理剂量...     

外源一氧化氮供体SNP对NaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用营养液栽培,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对150mmol/LNaCl胁迫下黑麦草幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环中抗氧化酶活性和抗氧化物质及丙二醛(MDA)和H₂O₂含量的影响。结果表明,正常条件下100μmol/LSNP略微降低了黑麦草幼苗叶片的MDA和H₂O₂含量,NO信号转导途径关键酶鸟苷酸环化酶(GC)抑制剂亚甲基蓝(MB)促进了MDA和H₂O₂水平的提高。NaCl胁迫下,SNP显著缓解了MDA和H₂O₂的积累,提高了抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性及还原型抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量,降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,使ASA/DHA和GSH/GSSG提高,却对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性无显著影响;MB逆转了SNP对NaCl胁迫下MDA、H₂O₂、ASA、GSH、DHA、GSSG含量和APX、GR活性及ASA/DHA和GSH/GSSG的调节作用,对MDAR和DHAR活性无显著影响。由此表明,NO可能通过GC介导参与盐胁迫下黑麦草叶片ASA-GSH循环中APX、GR活性和ASA、GSH含量及ASA/DHA、GSH/GSSH的调节,缓解盐胁迫诱导的氧化伤害,提高植株的耐盐性。     

沼液配施化肥对蜜柚产量、品质及土壤重金属的影响

以8年生蜜柚为供试材料,通过连续3年施用猪粪沼液的田间定位试验,研究等氮磷钾条件下不同比例沼液与化肥配施对蜜柚产量、品质及土壤重金属和盐分的影响。结果表明,随沼液施用年限增加,TFN25%和TFN50%处理蜜柚增产优势逐渐显现,与TF处理相比较,试验第3年TFN25%处理的蜜柚产量增加了6.91%,果实粒化率和裂果率降低,Vc、可溶性糖含量和糖酸比提高。随沼液替代比例和施用年限的增加,土壤中Cu、Zn含量有显著增加,但均低于国家污染土壤的重金属限量标准,土壤电导率随沼液替代比例的增加而增加。综上,沼液替代25%化肥用量的处理在蜜柚果园应用效果较好,可在生产上推广,但长期沼液灌溉的影响还需进一步的观测和评价。     

外源H2O2引发对燕麦种胚细胞AsA-GSH循环的影响

为了探究外源H₂O₂引发对燕麦(Avena sativa)种胚细胞AsA-GSH循环抗氧化性能的影响，本试验以燕麦种子为研究对象，用不同浓度(0，0.96，1.92，3.84和7.68 mol·L^-1)的H₂O₂引发燕麦种子0(CK)，6，12和18 h，分析其种胚细胞抗坏血酸-谷胱甘肽(Ascorbic acid-glutathione，AsA-GSH)循环抗氧化酶活性、脂质过氧化水平的变化规律，结果表明：外源H₂O₂引发浓度和时间对燕麦种胚细胞的抗氧化能力有密切影响，导致其H₂O₂和丙二醛含量显著增加(P<0.05)，且浓度越高或引发时间越长则增加越多，而其AsA-GSH循环的抗氧化能力在低浓度(0.96 mol·L^-1)或短时间(6 h)引发时被提高，而在高浓度(3.84~7.68 mol·L^-1)或长时间(12~18 h)则会被减弱。抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶和脱氢抗坏血酸还原酶是外源H₂O₂引发燕麦种胚细胞内维持H₂O₂平衡所依赖的关键酶。     

铜对梭鱼草叶片保护酶活性、抗氧化物质及非蛋白巯基肽含量的影响

以溶液培养法研究了不同浓度(0、5、10、20 mg·L-1)铜处理下梭鱼草(Pontederia cordata)叶片抗氧化酶活性、抗氧化物质及非蛋白巯基化合物含量的变化,明确铜处理下梭鱼草叶片细胞氧化还原状态的调控活性,为揭示梭鱼草对铜处理的耐性与解毒机制提供理论基础。结果表明:随铜浓度增加和处理时间延长,叶片丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量呈上升趋势,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性均呈先上升后下降趋势,过氧化物酶(peroxidase,POD)、脱氢抗坏血酸还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR)活性均呈上升趋势,而较长时间铜处理导致过氧化氢酶(catalase,CAT)活性显著下降(P<0.05)。铜处理初期可诱导叶片中抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)的积累,而低浓度铜(≤10 mg·L^-1)对叶片脱氢抗坏血酸(dehydroascorbic acid,DHA)含量无显著影响(P>0.05)。随胁迫时间延长,叶片非蛋白巯基总肽(total non-protein thiol,NPT)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量增加,植物螯合肽(phytochelatins,PCs)含量则呈先上升后降低趋势。低浓度(≤10 mg·L^-1)、短时间铜处理可以增强梭鱼草叶片细胞氧化还原状态的调控活性,提高细胞抗氧化胁迫能力,增强植株对铜处理的耐性。然而,这种促进效应会被较高浓度、较长时间铜处理破坏。     

燕麦劣变种子吸胀过程中线粒体AsA-GSH循环的生理响应

为探究种胚线粒体抗坏血酸-谷胱甘肽(ascorbate-glutathione,AsA-GSH)循环响应老化的抗氧化作用机制,本试验通过控制劣变处理获得高活力和中活力燕麦(AvenaSativa.L)种子,以未老化种子作为对照,研究了吸胀过程中的发芽特性、种胚线粒体活性氧(reactive oxygen species...     

利用生理生化参数评价水葫芦沼液浸种可行性初步研究

以青菜为材料,研究了不同浓度水葫芦沼液进行青菜种子浸种后对种子发芽、生长、叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明,沼液浸种可以提高种子的发芽势和发芽率,但与对照相比差异不显著;发芽指数和活力指数随着沼液处理浓度的增加与对照相比显著增加;随着处理沼液施用浓度的增加,青菜的根长逐渐增加,Z1和Z4处理株高与对照相比,虽然有所增加,但与对照差异不显著;株高、鲜重和干重的变化趋势相似,随着沼液处理浓度的增加,株高、鲜重和干重的增加幅度也随之增大,当使用全沼液进行处理后虽然有所降低,但与对照相比显著增加。青菜体内的叶绿素含量、抗氧化酶SOD、POD和CAT活性与对照相比显著增加,当使用全沼液处理后,叶绿素含量与抗氧化酶活性虽然有所降低,但与对照相比显著增加。因此,生理生化参数可作为评判水葫芦沼液浸种可行性的指标之一。     

乙烯对匍匐翦股颖ISR抗病反应中AsA-GSH循环及胼胝质沉积的影响

以匍匐翦股颖品种“Penn-A4”为试验材料,侵染立枯丝核菌后,经丁二醇(BDO)诱导产生系统抗性(ISR),喷施不同浓度的乙烯合成抑制剂氯化钴(CoCl₂)和促进剂1-氨基环丙烷羧酸(ACC)后,检测抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环中抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量及相关酶活性的变化,并观察匍匐翦股颖ISR反应中胼胝质沉积的变化。结果表明,乙烯抑制剂处理下,匍匐翦股颖幼苗中AsA含量较低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降,大量GSH被催化还原为氧化型谷胱甘肽(GSSG),GSSG大量积累,同时谷胱甘肽还原酶(GR)活性较低,GSSG经GR少量还原为GSH。乙烯促进剂处理下,AsA含量较高,APX活性升高,GSSG在高活性GR作用下催化还原为GSH,使得GSH大量积累。因此在匍匐翦股颖ISR抗病反应中,高浓度乙烯促进AsA和GSH的大量积累,它们不仅参与了活性氧的代谢平衡,同时也作为信号分子在ISR抗病反应中起着重要作用。匍匐翦股颖感染褐斑病后,胼胝质主要沉积在厚壁细胞、韧皮部、木质部和表皮组织,其中厚壁细胞胼胝质沉积最多,表皮组织沉积最少。此外,胼胝质沉积面积在不同乙烯信号分子处理间存在差异,但随着处理时间的延长差异不显著。一定浓度的乙烯对ISR反应中胼胝质的沉积具有一定的影响,随着处理时间的延长显著增加,在100 μmol·L^-1ACC处理5 d后,胼胝质沉积总面积仅为9.916 mm²,处理10 d后升至最高,为38.396 mm²,但在病害侵染后期,胼胝质数量减少,在100 μmol·L^-1ACC处理15 d后,胼胝质沉积总面积降至20.052 mm²,反映了乙烯信号分子对胼胝质沉积的影响是一种短期效应,短期内可提高匍匐翦股颖植株抗病性,具有信号分子的短时效特点。研究结果为探清匍匐翦股颖ISR抗病响应中ET信号分子如何调控抗病生理特性提供了理论基础。