钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制

【目的】阐明钙离子与硫化氢相互作用缓解水稻铝毒害的分子和生理机制。【方法】以Kasalath为试验材料，选取0μmol/L和30μmol/L AlCl3,0.1 mmol/L和0.5 mmol/L CaCl₂,0.2μmol/L NaHS和100μmol/L硫化氢清除剂亚牛磺酸(HP)作为处理浓度，将种子置于30℃培养箱中黑暗培养24 h后取水稻根系，通过测定水稻根系伸长量、总铝含量、细胞汁液中铝含量、质外体中铝含量、细胞壁中铝含量、果胶含量、果胶甲酯酶活性以及OsSTAR2、Os NRAT1和Os FRDL4相对表达量，探究钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制。【结果】铝胁迫下，相较于0.1 mmol/L CaCl₂处理，0.5 mmol/L CaCl₂处理显著提高了水稻根系伸长量、硫化氢含量、总钙含量和细胞质中钙含量，显著降低了水稻根系的总铝含量，细胞液、质外体和细胞壁中的铝含量。铝胁迫下，硫氢化钠预处理后，水稻根系的伸长量在两种钙浓度下均显著增加，水稻的根尖铝含量、根系总铝含量、细胞液中铝含量、质外...     

镧对镉胁迫下大豆幼苗 光合作用和活性氧代谢的影响

在盆栽条件下,研究了不同浓度的La对30μmol/L和50μmol/L Cd胁迫下的大豆幼苗生理效应。结果 表明,适量的La能在一定程度上缓解Cd胁迫所导致的叶绿素含量、叶绿体可溶性蛋白质含量、光合速率、叶绿体 Mg2 + - ATPase活性的降低;能有效增强或保护叶片抗氧化能力,降低超氧阴离子自由基(O2 · )产生速率、组织自动 氧化速率和H2O2 含量,防止膜透性的增加;适量的La能保持大豆叶片中超氧化物歧化酶( SOD)和抗坏血酸过氧 化物酶(AsA - POD)活性的相对稳定,维持活性氧的代谢平衡。La对30μmol /L Cd胁迫的缓解能力较强,而对 50μmol/L Cd胁迫的缓解能力较弱。La的最佳作用浓度为0. 30μmol/L,高于0. 50μmol/L的La则加剧Cd的毒害。     

脱落酸处理对油菜幼苗镉积累和毒害作用的影响

为缓解镉毒害,研究脱落酸(ABA)对油菜幼苗镉(Cd)毒害的调节作用机理,以南方主栽油菜品种沣油737为材料,通过水培试验,采用不同浓度的Cd和ABA处理,分析了ABA对Cd胁迫下油菜幼苗的干鲜重、叶片黄化程度和根系形态等农艺指标,根系活力、丙二醛(MDA)和活性氧含量等氧化损伤指标,Cd积累量及其转运系数和抗氧化酶活性等的影响。结果显示,Cd处理显著抑制了油菜幼苗的生长,导致油菜幼苗的生物量、叶片SPAD值、根系活力随着Cd处理浓度的增加而显著下降,而根系MDA和活性氧等损伤指标则显著增加。外源ABA处理可缓解Cd对油菜幼苗的毒害作用,以15μmol/L处理浓度效果最佳,与单独Cd处理相比油菜根系形态显著改善,幼苗地上部和根系中Cd的积累分别显著下降了31.17%和34.89%,MDA和O₂^·–含量分别下降了20.87%和38.89%,而超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性则分别增加了158.05%、28.59%和34.62%,但是ABA应用对Cd的转运系数无显著影响。表明外源ABA可通过抑制Cd吸收,增强抗氧化防御系统以维持油菜体...     

印度梨形孢对盐胁迫下水稻幼苗生长及抗氧化系统的影响

【目的】探究印度梨形孢(Piriformosporaindica)PI-020对盐胁迫下水稻幼苗生长、抗氧化相关酶活性及基因表达水平的影响。【方法】以不同浓度的PI-020菌丝体悬液接种南粳9108水培苗，显微镜观察及qPCR技术分析PI-020在水稻秧苗根系的定殖能力，并测定水稻叶片丙二醛(MDA)含量，分析水稻秧苗的表型参数、光合色素含量、抗氧化相关酶活性及基因表达的变化。【结果】与对照相比，盐胁迫条件下(100 mmol/L NaCl),PI-020定殖后，水稻叶片MDA含量显著降低。200倍菌丝体稀释液处理的效果最好，MDA含量减少了67.2%。PI-020定殖后，水稻株高、根长、叶面积、鲜质量和干质量分别增加了34.67%、23.62%、58.04%、59.53%和67.25%，与对照相比均差异显著；同时PI-020定殖还显著提高了叶片光合色素含量，抗氧化酶CAT、APX、POD活性及抗氧化相关基因OsCAT、OsAPX2、OsSOD的表达水平。【结论】印度梨形孢PI-020通过提高水稻幼苗抗氧化能力减少盐胁迫引起的氧化损伤，从而降低MDA含量，同时缓解光合色素的降解，保护了...     

硫化氢提高水稻磷吸收转运的生理和分子机制

【目的】低磷胁迫是限制水稻产量的主要因素之一。水稻淹水条件下产生H2S，然而，H2S作为信号分子是否参与调节水稻响应缺磷胁迫还未可知。【方法】在正常磷和低磷条件下测定水稻H2S含量，揭示H2S在水稻响应缺磷胁迫中的作用。用2 μmol/L H2S前体物质NaHS预处理水稻1 d，然后在加磷和低磷条件下培养6 d，测定水稻体内总磷含量、酸性磷酸酶活性、抗氧化酶活性、木质部汁液磷含量、磷转运子基因表达以及根系构型变化，从而探究H2S参与调节水稻响应缺磷胁迫的生理和分子机制。【结论】低磷胁迫下，水稻根系和地上部H2S含量显著增加。NaHS预处理水稻显著增加低磷条件下水稻体内有效磷和总磷含量，提高根系酸性磷酸酶活性，提高抗氧化酶活性、木质部汁液磷含量和磷转运子基因表达水平，同时还改变水稻根系构型，增加总根长、总根表面积、总根体积和总根尖数，从而促进低磷条件下水稻对外界磷的吸收和转运，最终缓解缺磷胁迫。     

水杨酸通过一氧化氮途径调控水稻缓解低磷胁迫

【目的】深入剖析水杨酸调控水稻低磷胁迫响应的生理与分子机制具有重要意义。【方法】选取常规水稻品种日本晴,外源添加水杨酸后测定水稻体内总磷含量、酸性磷酸酶活性、木质部汁液磷含量、水稻根系特征参数、磷转运子基因表达水平和一氧化氮含量等指标解析水杨酸缓解水稻缺磷胁迫的生理和分子机制。【结果】1）水杨酸对水稻磷吸收的调控存在剂量效应,1 μmol/L水杨酸显著提高低磷条件下水稻体内总磷含量,5 μmol/L水杨酸则降低水稻体内总磷含量。2）低磷条件下,1 μmol/L水杨酸使酸性磷酸酶活性提高了11.35%,根系总长增加了20.90%,根系表面积增加11.86%,根系体积增加了15.38%,总根数增加了23.55%,木质部汁液中的磷含量提高了22.67%。同时,1 μmol/L水杨酸提高了水稻根系磷转运子基因的表达,从而提高水稻对外界磷的吸收和体内磷的转运。3）水杨酸通过提高硝酸还原酶的活性增加水稻根系的一氧化氮含量,从而通过调控磷转运子基因的表达提高低磷条件下水稻对外界磷的吸收。【结论】水杨酸与信号分子一氧化氮互作缓解低磷胁迫。     

外源抗坏血酸对镉毒害小麦幼苗的缓解作用

为了解抗坏血酸(AsA)对Cd2+毒害小麦幼苗生长的缓解作用,以小麦品种周麦27为材料,采用室内水培法分析了在Cd2+胁迫下小麦幼苗经不同浓度AsA处理后的生长及生理变化。结果表明,外源AsA能显著提高Cd2+胁迫下小麦幼苗的株高、根长、地上部干重、根系干重、根系活力、光合色素含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,显著降低丙二醛含量和相对电导率以及叶片胞间CO2浓度。说明Cd2+胁迫下外源AsA可以通过提高小麦幼苗渗透调节物质含量及抗氧化酶活性来清除活性氧自由基,减少其对光合色素蛋白大分子的攻击作用,降低膜脂过氧化伤害程度,维持光合作用和细胞膜的稳定性,从而缓解了Cd2+对幼苗生长的毒害作用,其中以35mg·L-1 AsA的缓解效果最好。     

外源一氧化氮对盐胁迫下水稻根部脂质过氧化的缓解作用

 在100 mmol/L NaCl的胁迫条件下，研究了两种浓度的一氧化氮供体硝普钠（sodium nitroprusside，SNP）处理对水稻幼苗根部脂质过氧化的影响。低浓度（10 μmol/L）的SNP处理明显缓解盐胁迫下水稻幼苗根组织膜脂过氧化产物MDA的累积，显著提高可溶性蛋白含量，并诱导根系APX、POD和SOD活性的上升；而高浓度（50 μmol/L）SNP处理的效果则基本相反。表明外源低浓度NO可以通过提高盐胁迫下水稻幼苗根组织的抗氧化能力来缓解氧化损伤。     

亚精胺对盐胁迫下黄华占水稻幼苗根系抗氧化酶活性及Na+稳态的影响

以黄华占种子为材料，研究盐胁迫条件下，外源亚精胺(Spd)对水稻幼苗根系的生长、抗氧化酶活性、活性氧(ROS)代谢、丙二醛(MDA)以及Na⁺稳态的影响。结果表明，经100 mmol/L NaCl溶液处理水稻幼苗根系的ROS、·O₂^-、H₂O₂、Na⁺和MDA含量显著升高，过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低；在盐胁迫条件下，施用0.1 mmol/L Spd显著提高水稻幼苗根系的CAT和POD活性，显著降低ROS、·O₂^-、H₂O₂、Na⁺和MDA含量，从而减轻Na⁺毒害和过氧化造成的膜损伤，保护生物膜系统的稳定，维持细胞的稳态。     

外源过氧化氢对盐胁迫下水稻幼苗根系生长和抗氧化系统的影响

通过添加外源H_2O_2的方式,研究了H_2O_2对盐胁迫下水稻幼苗根系形态和抗氧化系统的影响。结果表明,低浓度的H_2O_2(5~100μmol/L)均可促进盐胁迫下水稻幼苗根系生长和根毛分化,诱导根系SOD、POD和CAT活性增强,增加脯氨酸含量,降低MDA含量,增强其抗盐性,但H_2O_2处理浓度过高(500μmol/L)时反而加重了根系的氧化胁迫伤害。     

镉胁迫对不同水稻品种种子萌发特性的影响

【目的】为了研究不同水稻品种的镉胁迫抗性差异,为早期预测镉污染,选育镉低积累水稻提供参考。【方法】采用50个不同遗传背景的水稻品种(系)种子,研究了0(蒸馏水,对照)、0.5、1.0、2.0 mmol/L等4种不同镉浓度胁迫对不同水稻品种种子发芽率、发芽指数、活力指数、胚芽长、胚根长、胚芽鲜质量与胚芽干质量等性状的影响。【结果】镉胁迫对水稻种子的萌发及幼苗生长具有抑制作用,且随着镉胁迫浓度的增高,抑制作用逐渐加强。0.5 mmol/L Cd~(2+)胁迫浓度对各水稻品种种子的发芽率和发芽指数影响不显著,而对其种子活力指数、胚根与胚芽生长则具有显著的抑制作用;不同镉胁迫浓度对水稻种子胚根的抑制作用明显大于胚芽;1.0mmol/L和2.0 mmol/L Cd~(2+)两种胁迫浓度处理下,不同水稻品种种子萌发期的各性状指标间差异达极显著水平,且达到极显著正相关。不同水稻品种对不同镉胁迫浓度的耐性存在明显差异。【结论】根据不同水稻品种萌发期不同镉胁迫浓度处理的各性状指标与对照的相对值进行聚类分析,可将50个供试水稻品种(系)分为镉胁迫敏感型、中间型和耐受型等3种类型。     

低镉胁迫下水稻幼苗硅一镉互作初步研究

Tk稻是典型的喜硅作物,通过水培试验,主要从硅和镉在水稻幼苗共质体和质外体中的分布等方面研究了硅缓解水稻幼苗Cd毒性的机制。结果表明,施硅能显著增加水稻幼苗地上部和地下部长度,明显缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制作用;施Si可明显降低根系和茎叶中共质体、质外体中Cd含量;同时添加Si和Cd,根系中共质体与质外体中Cd含量比值成增加趋势,质外体中Cd含量远低于共质体;Cd促进了根系质外体中Si含量的富集,且根系中Si含量皆高于茎叶;根系／茎叶Cd含量比值比单加Cd处理时明显增加,至18d时比值为单加Cd处理的1．33倍,说明Si能使更多的Cd积累在根系中,阻止其向地上部转运。     

镉胁迫对小麦幼苗膜脂过氧化作用及镉吸收转运的影响

为了明确镉(Cd)胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响,选用川35050和山农483两个小麦品种,在水培条件下设置0、30、50 μmol/L 3个处理浓度,研究Cd胁迫下小麦幼苗膜脂过氧化作用、糖氮含量和Cd吸收转运的变化.结果表明,Cd胁迫下,两个小麦品种幼苗叶片丙二醛(MDA)含量随着Cd浓度增大而上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性则随着Cd浓度增大而下降.植株地上部和地下部全氮含量和可溶性总糖含量均随Cd浓度增大而下降,游离氨基酸含量则呈相反趋势,糖氨比降低.小麦植株幼苗地上部、地下部Cd含量和积累量在Cd处理间差异显著,地上部/地下部Cd含量比随着Cd浓度的增大而呈下降趋势.Cd胁迫下叶片膜脂过氧化作用加剧、地上部和根系营养平衡失调,是Cd对小麦幼苗产生毒害的重要原因.     

镉诱导麦类作物氧化胁迫及其缓解途径

镉 (Cadmium ,Cd)对植物引起的氧化胁迫是Cd毒害的重要原因之一。综述了Cd诱导麦类作物氧化胁迫效应以及麦类作物对Cd氧化胁迫的相应防御反应 ,如抗氧化酶活性及抗氧化物含量的变化等 ,并介绍了缓解Cd诱导的氧化胁迫的机理和途径。     

镉诱导麦类作物氧化胁迫及其缓解途径

镉（Cadmium，Cd)对植物引起的氧化胁迫是Cd毒害的重要原因之一。综述了Cd诱导麦类作物氧化胁迫效应以及麦类作物对CA氧化胁迫的相应防御反应，如抗氧化酶活性及抗氧化物含量的变化等，并介绍了缓解Cd诱导的氧化胁迫的机理和途径。     

镉胁迫对水稻光合、叶绿素荧光特性和能量分配的影响

 以浙农952为材料，用水培法研究了不同浓度镉（Cd）胁迫对水稻光合、叶绿素荧光特性和能量分配的影响。结果表明，低浓度Cd（0.1 mmol/L）胁迫下水稻净光合速率（Pn）、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qN均略有上升，qP无显著变化，这说明在0.1 mmol/L浓度的Cd胁迫下水稻充分启动了能量耗散途径，耗散了过剩光能，使光合机构免受伤害。高浓度Cd（1.0 mmol/L）处理后Pn 、Fv/Fm、ΦPSⅡ均显著降低，qP和qN也大幅下降，在能量分配方面D和Ex显著上升，P显著下降，这说明在1.0 mmol/L浓度的Cd胁迫下，水稻PSⅡ受到伤害，某些能量耗散途径受阻，过剩的激发能不能及时耗散又导致活性氧的产生，最终引起抗氧化物酶活性的升高和叶绿体结构的破坏。     

氯化血红素缓解水稻幼苗期NaCl胁迫的生理特性研究

盐胁迫已成为全球范围内最普遍的非生物胁迫,严重影响作物的生长。水稻作为重要的粮食作物,通过化控技术提高其耐盐能力具有重要意义。为研究NaCl胁迫对水稻幼苗生长和生理特性的影响及氯化血红素(hemin)缓解NaCl胁迫调控机制,以黄华占和湘两优900为材料进行盆栽试验,在水稻三叶一心期叶面喷施5μmol/L hemin,48 h进行50 mmol/L NaCl胁迫处理。每品种设置3个处理,分别为(1)CK:0 mmol/L NaCl+喷施蒸馏水;(2)S处理：50 mmol/L NaCl+喷施蒸馏水;(3)SH处理：50 mmol/L NaCl+5μmol/L hemin;NaCl处理后3、6、9、12 d进行取样,测定水稻幼苗生长参数、气体交换参数及生理指标。结果表明：NaCl胁迫下,2个水稻品种的幼苗生长受阻,光合速率下降、活性氧激增。抗氧化酶活性在胁迫前期与CK相比显著增加,但随胁迫时间的延长,酶活性较CK显著下降。其中,NaCl胁迫对黄华占的抑制作用强于湘两优900。叶面喷施hemin增加2个水稻品种的株高、茎基宽、生物量、总根长、根表面积、根体积和根尖数;增强水稻叶片SPAD和...     

高温胁迫下黄嘌呤脱氢酶基因超表达对水稻幼苗的保护作用

【目的】黄嘌呤脱氢酶(xanthine dehydrogenase, XDH)是嘌呤代谢的关键酶。通过分析高温胁迫对OsXDH超表达转基因水稻株系幼苗叶片生理指标的影响,探究XDH缓解水稻高温胁迫的生理机制。【方法】以OsXDH超表达转基因株系(xdh1和xdh5)及受体品种日本晴(WT)为材料,研究了高温胁迫对水稻幼苗叶片叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢、抗氧化酶活性、XDH活性及嘌呤代谢产物尿囊素(allantoin)和尿囊酸(allantoate)含量等生理指标的影响。【结果】高温胁迫处理前,超表达株系的叶绿素含量、相对含水量、可溶性蛋白含量、活性氧代谢及抗氧化酶活性等生理指标均与野生型无显著差异;高温胁迫5 d,超表达株系的叶绿素、相对含水量、可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性均高于野生型,而过氧化氢(H₂O₂)及丙二醛(MDA)的含量显著低于野生型;适温恢复生长5 d,野生型和超表达株系的叶绿素含量、相对含水量及可溶性蛋白含量均有所提高,超表达株系均高于野生型,H₂O₂ 和MDA的含量降低,超表达株系均低于野生型;受高温诱导超表达株系与野生型中XDH酶活性及尿囊素和尿囊酸的含量均提高,且在整个处理过程中超表达转基因株系均高于野生型。【结论】XDH通过调控酰脲类物质的合成,补偿自身的抗氧化能力并增强抗氧化酶系统的活性,从而有效提高水稻幼苗对高温胁迫的耐受能力。     

杂草稻和栽培稻氮代谢对镉胁迫反应的差异

在水培条件下,以杂草稻和粳稻越光为材料,研究了Cd胁迫对水稻氮吸收和氮代谢酶活性的影响。Cd处理设0、01、10和50 μmol/L 4个水平,以硝酸铵为氮源。结果表明,两种水稻的植株Cd含量和积累量均随溶液Cd处理水平的提高而显著增加,但增加程度两水稻材料存在着明显的差异,在较高Cd水平（10和50 μmol/L）下,杂草稻根系Cd含量和积累量低于越光,但地上部呈相反的趋势,表明杂草稻根系吸收的Cd转运至地上部的量高于越光,揭示出杂草稻地上部具有较强的解毒能力。植株氮含量、积累量以及氮代谢有关酶,如硝酸还原酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶等活性随着Cd处理水平的提高而下降,但Cd胁迫对这些参数的抑制程度两水稻材料之间存在着明显差异,总体上对杂草稻的抑制作用较弱。表明杂草稻对Cd的耐性要强于越光,且几种氮代谢酶活性变化与Cd耐性存在着一定的相关。     

镉胁迫对不同水稻品种种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性的

以镉耐性不同的两个水稻品种秀水110(耐镉型)和秀水11(镉敏感型)的种子为材料,采用室内培养方法,研究了水稻种子萌发、幼苗生长和淀粉酶活性对Cd胁迫的响应。结果表明,在水稻种子萌发过程中,胚根和胚芽对Cd要比种子本身敏感,而胚根较胚芽更敏感。 Cd胁迫能显著影响发芽指数、活力指数、根长、淀粉酶活性,其中对秀水11的影响更明显;在高于5 μmol/L Cd浓度下,秀水11植株内的Cd含量明显高于秀水110,造成后者根尖有丝分裂指数和淀粉酶活性明显降低,受到的毒害更严重。