植物体内的保护酶系统

植物在逆境条件下产生的活性氧自由基(ROS)会对植物的细胞膜以及蛋白质等大分子物质产生破坏作用,从而影响到植物的正常生长与发育。同时在逆境条件下植物体内存在保护酶系统,即抗氧化酶系统,能够消除体内多余的自由基,植物体内的抗氧化酶主要有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD),综述了3种抗氧化酶的主要特征及功能,以为植物体内保护酶系统的研究提供参考。     

外源ALA对NaCl胁迫下酸枣幼苗光合特性与膜脂过氧化的影响

【目的】研究NaCl胁迫下外源ALA对酸枣幼苗叶绿素含量、光合特性及膜脂过氧化的影响,筛选缓解NaCl胁迫的最佳ALA处理浓度。【方法】以酸枣幼苗为试材,测定幼苗叶片在150 mmol/L NaCl胁迫下喷施不同浓度的外源ALA(50、75、100和150 mg/L)后第3 d和第6 d的叶绿素含量、光合特性、抗氧化酶活性及MDA含量的影响。【结果】150 mmol/L NaCl胁迫下酸枣幼苗叶片的叶绿素含量、光合特性及抗氧化酶活性均显著下降。喷施外源ALA可以显著提高NaCl胁迫下酸枣叶片叶绿素含量光合指标和抗氧化酶的活性,降低Ci和MDA含量。其中,以ALA处理后第3 d的T3处理的效果最佳,叶绿素a、总叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、SOD、POD和CAT分别增加了67.50%、72.74%、85.71%、135%、87.06％、20.79%、69.59%、和61.25%;Ci和MDA分别降低了22.53%和24.71%。【结论】NaCl胁迫对酸枣造成了明显的损害,抑制其光合作用,破坏了抗氧化酶系统;喷施外源ALA能够通过提高叶绿素含量,增强抗氧化酶活性,促进叶片的光合作用,缓解NaCl胁迫对酸枣幼苗的伤害,提高酸枣的耐盐性;Chl a、Chl、SOD和CAT可以作为评价喷施不同浓度ALA对NaCl胁迫缓解效果的主要指标;不同浓度的外源ALA均能有效缓解NaCl胁迫对酸枣幼苗的伤害,并以100 mg/L ALA处理在第3 d缓解效果最佳。     

5-氨基乙酰丙酸对油菜幼苗抗冷性和抗氧化系统的影响

以油菜品种沪油15为材料,叶面喷施30 mg/L 5-氨基乙酰丙酸(ALA)4 d,再置于4℃低温条件下处理8 d,分析测定了低温处理0、4、8 d及恢复4 d后光合色素含量及SOD、CAT、APX、POD等抗氧化酶活性、脯氨酸含量、超氧阴离子(O-2·)生成速率及MDA含量等生理指标,研究了ALA对油菜幼苗抗冷性的影响及作用机制。结果表明,低温胁迫下,喷施ALA明显缓解了油菜叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl a)和总叶绿素(Chl)含量的下降程度,增加了类胡萝卜素(Car)的含量,显著提高了SOD、CAT、APX和POD的活性和脯氨酸的含量,降低了O-2·生成速率和MDA含量的上升幅度。低温胁迫时间越长,ALA的作用效果越明显,说明喷施ALA通过促进叶绿素的合成,提高油菜植株的抗氧化能力,降低活性氧的产生,减少膜脂过氧化的伤害程度,从而提高了油菜幼苗的抗冷性。另外,喷施ALA可以促进油菜幼苗在受到低温伤害后迅速恢复。     

赣南脐橙生长发育期果实和叶片抗氧化酶生理调控机制

以赣南10年生纽荷尔脐橙为试验材料,探讨不同生长发育期果实和叶片中5种抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX和GR)活性变化对高温环境的适应性。结果表明:生长发育期5种抗氧化酶活性大小差异性显著,不同抗氧化酶之间存在着协作机制,其中SOD活性最大,CAT和POD次之;果实中5种抗氧化酶活性大小都低于叶片,果实SOD活性呈现"降低—升高"的趋势,与POD、CAT、APX和GR活性变化趋势"升高—降低"相反,其中POD、CAT、APX活性峰值和SOD活性谷值都出现在9月份;叶片中抗氧化酶活性都有一个活性峰值,SOD、CAT、APX和GR活性高峰都出现在9月份。因此,脐橙果实抗高温胁迫能力大于叶片,且7—9月份果实抗高温胁迫能力大于10—11月份;SOD、CAT和POD共同组成脐橙植物体抗高温胁迫的关键酶系统。     

外源ALA对常温和高温条件下裸燕麦生长发育及抗氧化酶活性的影响

以盆栽裸燕麦为试验材料,研究了常温和高温条件下喷施0、10、50、100 mg/L的5-氨基乙酰丙酸(ALA)对裸燕麦生长发育和抗氧化酶活性的影响,以期为提高裸燕麦耐热性和生产力提供参考依据。结果表明,在常温条件下,施用ALA增加了裸燕麦株高、叶长、叶宽、叶面积、干鲜质量、叶绿素a含量、叶绿素a/b、类胡萝卜素含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。其中,叶面积、叶宽、干鲜质量、SOD和POD活性均以50 mg/L ALA处理最高,株高、叶长、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b、CAT活性均以100 mg/L ALA处理最高。在高温条件下,裸燕麦生长受到抑制,喷施ALA可减轻高温胁迫对裸燕麦的伤害,以50 mg/L ALA处理效果最佳,该处理下裸燕麦株高、叶面积、叶长、叶宽、鲜质量、干质量、叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b及SOD、POD、CAT活性最高,分别较不施用ALA处理提高13.0%、43.6%、53.5%、39.6%、116.4%、34.5%、54.5%、21.8%、47.4%、19.1%、38.9%、105.4%。     

5-氨基乙酰丙酸对温室烟草的光合作用及抗逆性的促进效应

以盆栽烟草为材料,研究了5-氨基乙酰丙酸(ALA)3~100mg/L(即将初始浓度1.027 g/L ALA的工程菌发酵液稀释10~300倍)灌根处理对温室条件下烟草叶片中叶绿素含量及比叶重的影响;同时研究了霜冻胁迫及干旱胁迫对植物抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响。结果表明,经3次外源ALA处理过的烟草叶片叶绿素提高了33.50%,比叶重增加了265.91%。ALA处理还显著提高了叶片POD和CAT等抗氧化酶活性,表明ALA处理可能主要通过提高植株POD和CAT活性来促进烟草中活性氧代谢,从而保护植株在霜冻和干旱情况下不受损害或降低损害程度,提高烟草的抗冷性及耐干旱能力。     

干旱、盐胁迫及盐旱复合胁迫对青稞幼苗生理生化特性的影响

为探明青稞幼苗光合机构、渗透调节物质与抗氧化酶系统对干旱、盐胁迫及盐旱复合胁迫的适应机制,采用营养液水培法培养幼苗,研究30%聚乙二醇(PEG)、250 mmol/L NaCl及PEG与NaCl复合处理下青稞幼苗光合参数、可溶性糖及蛋白含量、抗氧化酶活性的变化规律。结果表明,3种条件胁迫对青稞幼苗叶片相对含水量、光合特性、可溶性糖与蛋白含量、丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶活性均有显著影响,且盐旱复合胁迫影响最显著,随胁迫时间延长,胁迫效应越显著。3种胁迫条件下,相对含水量降低;叶绿素含量升高,由气孔限制造成光合能力下降,光合效率降低;可溶性糖与蛋白等渗透调节物质迅速累积,以抵御外界环境胁迫,缓解自身所受到的伤害;MDA含量显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著提高。抗氧化酶系统在3种胁迫条件下应答方式基本一致,随胁迫时间延长,SOD活性先升高后降低而POD与CAT活性逐渐升高。     

镉对中华稻蝗保护酶系统的毒性效应

采用急性染毒方法研究Cd2+胁迫对不同发育阶段中华稻蝗SOD、CAT、POD活性的影响.结果表明,在Cd2+的作用下,不同发育阶段中华稻蝗体内SOD、CAT、POD活性均发生变化.SOD、CAT、POD 3种酶对Cd2+有一定的耐受性:当Cd2+浓度在这3种酶的耐受范围内酶活性提高,反之酶活性降低.Cd2+对不同发育阶段虫体3种抗氧化酶的影响不同:3龄若虫SOD、POD活性最高;雌性成虫CAT活性最低,而3龄雄性若虫CAT活性最高.     

3种材料燃烧烟气对矮牵牛生理生态特征的影响

[目的]探讨植物在不同材料燃烧产生的复合烟气条件下的生理生态响应机制。[方法]通过设计试验装置模拟火灾的方式,研究木材、柴油和秸秆3种易燃材料烟气对城市常见花卉植物矮牵牛生理生态的影响。[结果]随着熏蒸时间的增加,烟气导致矮牵牛POD、CAT、SOD抗氧化酶系统活性发生明显变化,总体呈现先降低后升高再下降的趋势;烟气同样导致矮牵牛叶片MDA含量发生变化,总体呈现先升高后降低再升高的趋势。[结论]3种材料燃烧烟气对矮牵牛抗氧化酶系统活性和MDA含量影响作用大小均为秸秆〉柴油（木材。     

As~(3+)对2种花卉种子萌发和幼苗生长及抗氧化酶的影响

利用水培法,采用浓度分别为0、0.1、5、10、25、50 mg/L As3+溶液对茶花凤仙和常夏石竹种子进行胁迫处理,研究不同浓度外源As3+对2种花卉种子萌发,幼苗生长的状况及抗氧化酶系统的影响。结果表明低浓度As3+(0.1 mg/L)对2种花卉种子萌发具有激活促进作用,高浓度As3+(50 mg/L)具有明显抑制效应;幼苗根长、芽长随着As3+浓度不断升高,生长受抑制。低浓度的As3+能够提高SOD、CAT的活性,随着浓度增大SOD、CAT表现为抑制效应;POD随着浓度增加激活效应逐渐增强。砷处理下,三种抗氧化酶均可被激活来抵抗砷的胁迫,其中过氧化物酶(POD)起关键作用。     

低温胁迫对黄秋葵幼苗相关生理特性的影响

以南洋黄秋葵品种为材料,采用实验室模拟早春低温胁迫环境,测定了保护酶系统、MDA含量和可溶性蛋白含量等生理指标的变化。结果表明:随着温度降低超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸氧化酶(APX)活性都呈上升趋势;MDA和可溶性蛋白含量也呈上升的趋势;随着胁迫时间延长,SOD、CAT、POD和APX活性呈下降的趋势,MDA及可溶性蛋白质含量逐渐增加;低温处理各项指标均与对照差异显著。说明适当低温可以提高叶片中抗氧化保护酶系统相关酶活性,促进MDA和可溶性蛋白含量增加。     

茶多酚处理对杏果实贮藏期主要抗氧化酶活性的影响

采用不同浓度的茶多酚处理金太阳杏果实,分析茶多酚处理对金太阳杏贮藏过程中几个主要抗氧化酶活性的影响以及不同浓度处理间的差异.结果表明:与对照果实相比,0.1%和0.2%茶多酚处理能明显减缓杏果实贮藏期POD、CAT活性的降低,0.4%茶多酚处理对抗氧化酶活性下降的减缓作用不太明显,而0.6%茶多酚处理反而在一定程度上加快了POD、CAT活性的降低;茶多酚处理对杏果实贮藏期SOD活性的影响不明显.由此认为,较低浓度的茶多酚处理对杏果实在贮藏期抗氧化酶系统有一定的激活作用,有利于杏果实的贮藏;而较高浓度的茶多酚处理对抗氧化酶活性降低的减缓作用不明显,反而加速了部分抗氧化酶活性的降低,从而加速果实的衰老.     

5-氨基乙酰丙酸(ALA)对秦岭高山杜鹃耐热性的诱导效应

在40℃高温胁迫下,测定秦岭高山杜鹃幼苗在不同浓度ALA(25、50、75、100、125 mg/L)处理后幼苗热害指数,叶片叶绿素、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果发现,ALA可以提高高温胁迫下秦岭高山杜鹃幼苗叶片叶绿素含量及SOD、POD、CAT活性,降低MDA含量,促进叶片内游离脯氨酸含量的积累,并在一定程度上降低热害指数。其中,50 mg/L ALA叶面喷施处理时对提高秦岭高山杜鹃耐热性相对效果最好。结果表明,叶面喷施ALA可以降低秦岭高山杜鹃的热害指数,缓解热损伤,提高植株的耐热性。     

ALA对辣椒低温胁迫下伤害的缓解效应

为了探明5-氨基乙酰丙酸(ALA)对缓解辣椒不同低温胁迫下伤害的作用及其机制,以较耐低温的辣椒品种超越五号为试材,研究了叶面喷施ALA对冬春季不同低温胁迫下辣椒花期植株叶片中渗调物质含量、超氧阴离子(O.2-)产生速率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、电解质渗透率(EL)、丙二醛(MDA)含量、植株光合特性及生长的影响。结果表明,叶面喷施25 mg/L ALA后,明显提高了低温胁迫下辣椒叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量以及SOD、POD、CAT的活性;同时ALA也提高了低温胁迫下辣椒叶片叶绿素含量、净光合速率以及植株生长量,显著降低了叶片中电解质渗透率和MDA含量以及O.2-的产生速率。说明,ALA通过提高低温胁迫下植株叶片中渗透调节物质含量和抗氧酶活性,从而降低植株叶片中活性氧的含量,维持膜系统的稳定性;同时通过促进叶绿素的合成,增强植株叶片的光合作用,促进植株生长,从而缓解了辣椒受到的低温伤害。但不同低温胁迫下ALA的缓解程度有显著差异,并且随着温度的降低,其缓解程度降低。     

ALA对低温胁迫下丝瓜幼苗生理及酶活性的影响

研究低温胁迫下不同浓度ALA(5-氨基乙酰丙酸)对"江蔬1号"丝瓜幼苗生理及酶活性的缓解效应。试验结果表明,随着ALA浓度的增加,丝瓜幼苗干鲜重逐渐增加,且均显著高于对照;随着ALA浓度的增加,丝瓜幼苗叶片中SOD、POD、CAT、APX活性均显著提高(p0.05);低温胁迫下喷施外源ALA后丝瓜幼苗叶片中可溶性蛋白含量显著提高,超氧阴离子的产生速率及MDA含量均显著下降,叶面喷施25～50 mg·L~(-1) ALA,可以显著提高丝瓜幼苗抗氧化酶活性,缓解低温对丝瓜幼苗的伤害。     

高温胁迫下水杨酸对菊花幼苗生理生化指标的影响

为研究高温胁迫下水杨酸(SA)对菊花Chrysanthemum × morifolium幼苗热伤害的缓解作用,以扦插40 d的夏菊幼苗为材料,向叶片喷施不同浓度[0(空白),15,30,45,60 mmol·L-1]的水杨酸溶液,研究在不同高温时间[0(对照),24,48,72 h]处理下叶片叶绿素、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明:喷施水杨酸能够减轻菊花叶片叶绿素质量分数的降低速度,用30 mmol·L-1水杨酸处理72 h后叶片叶绿素质量分数仅比对照(未进行高温处理)降低了1.7%;高温处理后,使用不同浓度的水杨酸处理能够减轻菊花叶片丙二醛质量摩尔浓度的增加,增加脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖的质量分数,以30 mmol·L-1的水杨酸处理72 h的效果最好。菊花叶片丙二醛质量摩尔浓度仅比对照增加了86.8%,为4.76 μmol·g-1,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的质量分数则分别增加了94.3%,112.1%和80.0%,均高于其他处理;高温处理后,SOD活性呈现先升高再降低的趋势,POD和CAT活性逐渐升高,而且30 mmol·L-1水杨酸对于SOD和POD的影响最为明显,15 mmol·L-1水杨酸对于CAT的影响最显著。结果表明:短期高温胁迫引起了菊花叶片的叶绿素、可溶性渗透调节物质和抗氧化系统都受到了不容程度的伤害,水杨酸能起到一定的保护作用,减轻高温对叶片的影响。图4参14     

低氧胁迫下Ca2+、La3+和EGTA对网纹甜瓜幼苗活性氧代谢的影响

在根际低氧胁迫下,采用喷叶处理的方法,研究了外源Ca2+及其质膜Ca2+通道抑制剂La3+和Ca2+螯合剂EGTA对网纹甜瓜幼苗根系和叶片抗氧化酶活性、H2O2和MDA含量以及产生速率的影响.结果表明,外源喷施Ca2+处理显著提高了幼苗根系和叶片SOD、POD、CAT活性,降低了H2O2、MDA含量和的产生速率,提高了幼苗的耐低氧能力;而叶面喷施La3+和EGTA处理,幼苗SOD、POD、CAT活性显著降低,加重了活性氧的积累和膜脂过氧化,幼苗耐低氧能力下降.     

5-氨基乙酰丙酸对番茄果实品质及采后生理的影响

【目的】探讨采前外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)处理对番茄果实品质及采后生理的影响,为ALA在生产中的推广应用及进一步研究提供理论指导。【方法】以"金鹏超冠"番茄品种为试材,采前用ALA(0.06 g/m2)对番茄植株进行叶面喷施处理,以喷清水为对照,研究叶面喷施ALA对番茄果实硬度及相关营养成分含量的影响,以及0~1℃冷藏条件下果实的呼吸速率、硬度、细胞膜相对透性、丙二醛含量和过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。【结果】ALA可明显提高果实品质,经ALA处理的番茄果实可溶性固形物含量较对照提高20.9%;果实蛋白质含量提高31.4%;可滴定酸含量显著低于对照,果实固酸比明显提高;但对果实硬度、维生素C含量无明显影响。ALA处理不影响番茄冷藏过程中呼吸高峰出现的时间,但可降低其高峰值,并维持果实硬度;ALA处理降低了MDA含量和细胞膜相对透性,抑制膜脂过氧化程度;ALA处理冷藏后期SOD、POD、CAT活性整体上高于对照,但差异不显著。【结论】采前ALA处理可提高番茄果实的品质,同时不会降低其耐贮性。     

蒲公英对NaCl单盐和海水复合盐胁迫的生理响应

为开发更多的耐盐(海水)蔬菜新品种,本研究以兼具食用和药用价值的野生蔬菜蒲公英为材料,以200 mmol/L NaCl为单盐胁迫处理,以等Na~+含量的海水(盐浓度16 g/L)为复合盐胁迫处理,研究不同时间(0、3、6 h和12 h)盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量及渗透调节物质可溶性蛋白含量的变化。结果表明:与0 h相比,盐胁迫处理3 h和6 h时,蒲公英叶片中的三种抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、MDA及可溶性蛋白含量迅速增加(P <0. 05),12 h时三种酶活性与盐胁迫3 h或6 h相比有所降低,但仍显著高于0 h时;海水复合盐胁迫下蒲公英叶片SOD、POD和CAT活性的增加及MDA和渗透调节物质的积累,相较于NaCl单盐胁迫有所提高,但多数差异不显著(P>0. 05)。综上所述,受到盐胁迫时,蒲公英快速启动细胞内的保护酶系统,细胞膜透性和可溶性蛋白含量增加,使细胞维持较低的渗透势,以抵抗逆境胁迫,但植株受到较高浓度盐胁迫一段时间后,体内积累了大量活性氧,其活性氧清除酶活性降低,植株生长受到显著抑制。     

甲基环丙烯对甘蔗苗期叶片抗氧化酶活性影响的初步研究

以苗期桶栽甘蔗桂糖37号为研究对象,设置正常供水和干旱胁迫环境下施用及不施用1-MCP的4个处理,测定苗期甘蔗叶片保护酶系统相关生理指标.结果表明,在水分正常供应情况下,施用1-MCP一次和二次处理,均能提高POD、SOD、CAT活性,其中POD和SOD活性明显提高,CAT活性变化不明显;干旱胁迫下,与正常供水相比,POD和SOD活性提高,CAT活性降低;同时缺水的甘蔗叶片经1-MCP一、二次处理,均能显著提高POD和SOD活性,而对CAT活性影响较小.施用1-MCP能提高甘蔗叶片抗氧化酶POD和SOD活性,有利于缓解干旱胁迫对植物细胞的伤害.