棉花响应UV-B辐射的信号初探

以3种棉花为供试材料,研究紫外线-B(UV-B)辐射及外源SNP、ABA叠加处理对棉花幼苗表观形态及内源H2O2与NO水平的影响。结果表明,UV-B辐射引起棉花幼苗叶片呈现锈色伤斑,离体叶片明显失水萎蔫。叶片外源涂抹SNP、ABA能减轻UV-B辐射引起的幼叶伤斑与萎蔫症状,缓解UV-B辐射所造成的伤害。DAB及DAF-2DA染色结果显示,UV-B辐射引起棉花内源H2O2与NO含量增加,而NO的释放通过减少H2O2积累减轻紫外辐射对棉花的伤害。ABA预处理可增强棉花对紫外伤害的耐受能力,且与H2O2与NO的释放密切相关。UV-B辐射对棉花生长造成伤害,H2O2、NO及ABA都参与棉花应答UV-B胁迫的信号转导过程。     

嫁接对铜胁迫下甜瓜幼苗生长及内源激素水平的影响

【目的】研究嫁接对铜胁迫下甜瓜幼苗生长发育与内源激素水平的影响。【方法】试验以南瓜‘京欣砧3号’为砧木,薄皮甜瓜‘IVF09’为接穗,自根苗为对照,测定不同Cu2+浓度(0,400,800μmol/L)胁迫下甜瓜自根苗和嫁接苗生长指标、激素水平和气孔导度的变化。【结果】在铜胁迫条件下,甜瓜幼苗生长受到抑制、叶片内源激素水平改变,但在同一浓度Cu2+胁迫条件下嫁接苗的生物量大于自根苗。嫁接苗叶片中IAA含量显著高于自根苗,ABA、GA3、ZR含量均显著低于自根苗,其中在800μmol/L Cu2+胁迫下嫁接苗叶片IAA、ZR含量与自根苗的差异最大,为自根苗的1.30和0.77倍,而在400μmol/L Cu2+胁迫下,嫁接苗的ABA、GA3含量与自根苗的差异最大,为自根苗的0.68和0.92倍。嫁接苗叶片的ABA/IAA、ABA/GA3、ABA/ZR值均小于自根苗,且嫁接苗叶片中ABA/IAA和ABA/GA3值变化幅度小于自根苗。铜胁迫下,甜瓜嫁接苗气孔导度(Gs)与ABA/ZR值呈极显著负相关,嫁接苗气孔导度的调节受到了ABA和ABA/ZR值的调控,从而维持了较高的气孔导度,增强了甜瓜对铜胁迫的耐性。【结论】嫁接可通过改变内源激素含量而增强甜瓜幼苗对铜胁迫的耐受性,并且有效维持植物内源激素的平衡,促进甜瓜幼苗正常生长。     

异三聚体G蛋白在UV-B诱导拟南芥气孔关闭中的作用

【目的】了解异三聚体G蛋白在紫外线B（UV-B）辐射诱导气孔关闭中的作用,为进一步阐明植物细胞转导UV-B辐射信号的机制提供依据。【方法】以拟南芥（Arabidopsis thaliana）野生型、G蛋白α亚基基因缺失突变体及其超表达株系和组成活化型株系为材料,并结合药理学试验,通过气孔开度分析确定G蛋白在0.5 W•m-2 UV-B辐射诱导拟南芥叶片气孔关闭中的作用。【结果】细菌毒素试验表明,G蛋白抑制剂百日咳毒素（PTX）能显著抑制UV-B诱导的气孔关闭,而其活化剂霍乱毒素（CTX）能模拟UV-B的作用诱导可见光下叶片气孔关闭。遗传学试验显示,UV-B不能诱导异三聚体G蛋白α亚基GPA1功能缺失突变体gpa1-1和gpa1-2的气孔关闭,却能诱导其超表达株系wGα和组成活化型株系cGα的气孔关闭,且cGα在可见光下气孔开度明显小于野生型,在UV-B辐射初期其气孔关闭速度明显快于野生型。【结论】异三聚体G蛋白α亚基参与了UV-B辐射诱导拟南芥叶片气孔关闭的信号转导过程。     

外源ABA、NO对葱鳞茎上气孔运动的影响

以葱(Allium fistulosum)地下鳞茎为材料,观察气孔在鳞茎表皮的分布特点,研究了不同浓度、不同处理时间的外源ABA、NO对气孔关闭的影响,以及在ABA诱导的气孔关闭过程中NO与ABA之间的联系.结果表明,葱鳞茎下端外表皮上有气孔存在,气孔密度为37.74个/mm2,保卫细胞较大,多呈半圆形.NO和ABA单独使用均可明显诱导葱鳞茎表皮气孔关闭,并有浓度效应及时间效应.NO有加强ABA诱导的气孔关闭的作用.用ABA或NO处理表皮条的同时加入NO清除剂血红蛋白,能减轻ABA对气孔关闭的诱导作用,ABA和NO的信号交叉可能也存在于葱鳞茎外表皮的保卫细胞中.     

UV-B辐射增强对紫花苜蓿光合特性及膜脂过氧化的影响

随着臭氧层变薄,到达地表的紫外辐射不断增多,对地表生物产生一系列的影响,研究UV-B辐射对紫花苜蓿光合及膜脂过氧化特性的影响,有助于阐明紫花苜蓿生理习性对UV-B辐射增强的响应。以紫花苜蓿(金皇后)为试验材料,设正常光照(CK)、UV-B辐射增强均5%(T1)和UV-B辐射增强约10%(T2)3个处理,研究UVB辐射增强对紫花苜蓿整个生育期光合特性及膜脂过氧化特性的影响。结果表明:在整个生育期,叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a+b含量和叶绿素a/b值均呈先升后降趋势;光合指标净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及气孔导度(Gs)均表现为先升后降,而胞间CO2浓度(Ci)为先降后升;丙二醛含量和相对电导率均呈上升的趋势;地上生物量在每个时期与对照相比都下降;每个指标在盛花期差异基本达到显著水平(P0.05)。此外,与CK相比,T2处理的变化趋势比T1处理明显,说明UV-B辐射对紫花苜蓿的光合作用和膜脂特性有一定的伤害作用,随着UV-B辐射剂量的增加,伤害作用增强。     

PTK与H_2O_2在ABA诱导气孔关闭中的初步关系

酪氨酸蛋白激酶(protein tyrosine kinase,PTK)参与多种植物生理过程,但在气孔运动中的研究相对较少,且与过氧化氢(H_2O_2)在脱落酸(abscisic acid,ABA)诱导气孔关闭中的关系尚不清楚。通过PTK激酶的抑制剂和H_2O_2的清除剂及合成抑制剂的使用,初步研究了PTK在ABA诱导气孔关闭中的作用及与H_2O_2的相互关系。酪氨酸蛋白激酶抑制剂木黄酮(genistein)和tyrphostin A23抑制ABA和外源H_2O_2诱导的气孔关闭,且能够促进ABA诱导关闭的气孔重新开放。PTK参与ABA诱导的气孔关闭,且通过调控保卫细胞内H_2O_2水平进而调控气孔运动。     

外源NO和ABA对杨树气孔运动和SOD及POD活性的影响

研究了外源NO和脱落酸(ABA)对杨树气孔运动和SOD、POD活性的影响。结果表明：NO和ABA均可诱导杨树叶片气孔关闭，且NO有加强ABA诱导气孔关闭的作用。NO清除剂(C—PTIO)能显抑制NO和ABA对气孔关闭的诱导效应。不同浓度硝普钠(SNP)和ABA处理杨树离体叶片，SOD活性变化不明显，POD活性受到显抑制。粗酶液的体外实验结果表明，不同浓度SNP对POD活性的抑制呈明显的浓度及时间效应；而ABA对POD活性则几乎没有影响。说明在ABA调控气孔运动的过程中需要NO的参与，由此推测ABA对杨树叶片气孔运动的调节与NO对POD的抑制有关。     

山茱萸光合及水分利用特征对土壤水分胁迫的响应

为给华北低山丘陵区山茱萸栽培与管理提供必要的科学依据,本试验观测了不同土壤水分条件下华北石质山区3年生山茱萸叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)等参数的光响应过程,分析了水分胁迫对光合及水分利用特性的影响。结果表明:(1)土壤水分轻度(H1)、中度(H2)和重度胁迫(H3)条件下,山茱萸叶片光饱和点(LSP)比无水分胁迫(对照,CK)时分别低40%、60%和80%,晴天日光合速率最大值比CK分别低20.3%、40.0%和73.1%;(2)蒸腾速率(Tr)随光合有效辐射(PAR)的增加而上升,但重度水分胁迫条件下,上升趋势比较缓慢。对比CK,Tr在H1、H2和H3条件下分别下降了17.06%、34.05%和87.8%;(3)气孔导度(Gs)随着PAR的增加而逐渐上升。对比CK,H1、H2、H3在PAR为0~2 000μmol/(m2.s)范围内,Gs平均值分别下降了23.26%、46.52%和89.03%。无水分胁迫—中度水分胁迫条件下,气孔限制是影响光合作用的主要原因,而土壤水分严重胁迫条件下,当PAR小于1 000μmol/(m2.s)时,气孔限制是影响光合作用的主要原因,随后转变为非气孔限制;(4)水分利用效率(WUE)随着光合有效辐射(PAR)的增加迅速上升;当光合有效辐射(PAR)超过600μmol/(m2.s)以后,水分利用效率(WUE)随着光强增加变化较小,基本维持在较高的水平。     

增强UV-B辐射对番茄幼苗内源激素含量的影响

在温室大棚条件下,用UV-B(280～320nm)辐射番茄幼苗,以0.46w·m-2和0.6w·m-2剂量为处理,以自然辐射为对照,研究了UV-B辐射对番茄幼苗的内源激素含量以及IAA/ABA、GA3/ABA、ZR/ABA比例的影响.结果表明:番茄幼苗IAA、GA3、ZR的含量随着辐射的增强而下降,随着辐射时间的延长而减小;而ABA含量随着辐射的增强而升高,随着辐射时间的延长而增大;ABA含量的升高使IAA/ABA、GA3/ABA和ZR/ABA的比值随之降低,最终产生对番茄幼苗生长的抑制.     

兰州市南北两山三种绿化树种光合特性研究

利用LI-6200便携式光合测定仪(美国)对兰州市南北两山侧柏、油松、柽柳等3种绿化树种在自然条件下的光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、光合有效辐射(PAR)、空气相对湿度(RH)、大气温度(T)和水分利用效率(WUG)进行了测定.结果表明,侧柏、油松、柽柳的光合日进程均呈“双峰”曲线,出现明显的光合“午休”现象;气孔导度日变化曲线呈“W”型;蒸腾速率呈单峰;水分利用率最高值出现在上午较早时分.对3种树的光合速率和蒸腾速率与影响因子进行相关分析及逐步回归分析表明,各树种光合速率和蒸腾速率的回归方程分别为,侧柏:Pn=0.006PAR+1.176RH,E=1.120T;油松:Pn=0.010PAR,E=1.004T+0.482RH;柽柳:Pn=0.015PAR,E=0.757T+0.566RH-8.397Gs.对植物光合速率和蒸腾速率影响程度最大的因子主要是光合有效辐射和空气相对湿度,因此在干旱季节进行灌溉时,应选择喷灌,提高空气相对湿度,减少植物的蒸腾速率.     

油菜光合作用及CAT对UV-B与AR胁迫的响应(Ⅰ)

采用水培试验方法研究了紫外辐射(UV-B,280～320nm)与酸雨(AR)单一和复合胁迫对油菜幼苗保护酶(CAT)及光合作用的影响。结果表明,单一胁迫与复合胁迫对油菜幼苗CAT活性及光合作用有不同程度的作用效果。在单一UV-B辐射(0.45W·m-2),单一酸雨(pH3.5)胁迫及复合胁迫下,质膜透性、MDA含量及CAT活性的增幅为8%、18.1%、26.0%,11.5%、21.6%、66.7%和28.8%、85.0%、113.8%;叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及气孔导度降幅为16.5%、48.6%、57.2%,28.6%、42.9%、78.6%,3.9%、12.4%、14.8%,27.8%、31.0%、74.5%和35.6%、38.2%、44.7%;而胞间CO2浓度的增幅为9.3%、10.6%、26.4%。结果显示,复合胁迫的抑制效应强于单一胁迫,即UV-B+AR>UV-B>AR,且对不同指标的影响不尽一致。     

UV-B辐射增强下施硅对冬小麦光合特性和产量的影响

通过大田试验,研究UV-B增强下施硅对冬小麦光合和蒸腾生理相关参数以及产量的影响。UV-B辐射设2水平,即对照(A,自然光)和增强20%(E);施硅量设2水平,即对照(Si0,0 kg/hm2Si O2)和施硅(Si1,200kg/hm2Si O2)。结果表明,不施硅条件下(Si0),UV-B辐射处理(E)的不同生育期小麦净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)比对照处理(A)分别降低9.21%~18.94%、7.56%~23.66%、1.24%~12.81%和13.88%~27.85%,提高气孔限制值(Ls)和水分利用率(WUE)5.07%~19.67%和2.35%~27.86%,小麦产量降低9.08%;UV-B增强下(E),施硅处理(Si1)的不同生育期小麦净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)和水分利用率(WUE)比不施硅对照(Si0)分别提高5.23%~12.23%、4.61%~45.32%和18.15%~61.33%,气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)分别降低6.35%~10.94%、5.41%~11.01%和6.75%~30.51%,小麦产量增加4.83%。说明UV-B增强可显著降低冬小麦叶片的净光合速率和蒸腾速率,提高水分利用率,降低冬小麦产量,而施硅可缓解UV-B辐射对冬小麦光合作用的抑制,降低蒸腾速率和提高水分利用率,使小麦不减产。     

增强UV-B辐射和Cd2+复合胁迫下绿豆幼苗Cd积累和光合作用的气孔和非气孔限制

[目的]研究增强UV-B辐射和Cd2＋复合胁迫下绿豆（Phaseolus radiatus L.）幼苗Cd积累和光合作用的气孔和非气孔限制因素。[方法]试验设1个对照（CK）和3个试验组,分别为增强UV-B辐射（UV-B）组、Cd2＋（Cd）组、增强UV-B辐射＋Cd2＋（UV-B＋Cd）组,研究0.35 W/m2的UV-B辐射、1μmol/L Cd2＋及其复合胁迫下绿豆幼苗对Cd的吸收、分配和光合作用的气孔、非气孔限制,分别利用原子吸收分光光度仪和光合测定仪测定Cd在绿豆幼苗各部位的含量及第1对真叶的光合指标。[结果]绿豆幼苗中Cd的积累是根〉胚轴〉叶,UV-B对Cd在幼苗中的积累和分配没有影响。此外,各胁迫下幼苗的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、光合能力（A0）和羧化效率（dPn/dCi）含量均明显降低。UV-B组的细胞间隙CO2浓度（Ci）升高,气孔限制值（Ls）降低,Pn的降低是非气孔因素。Cd和复合处理组的Ci降低,而Ls升高,Cd组Pn的降低主要是气孔因素。复合组前期以非气孔因素为主,后期主要是气孔因素。[结论]该研究揭示了UV-B辐射和Cd2＋复合胁迫下绿豆幼苗光合变化的主要原因,可为进一步研究提供科学依据。     

脱落酸对盐胁迫下香椿幼苗离子吸收和光合作用的影响

以香椿幼苗为试验材料,采用水培方式,研究不同浓度脱落酸(0、1、10和100μmol/L ABA)对盐(150 mmol/L NaCl)胁迫下香椿幼苗生长、离子质量分数和光合作用的影响。结果显示:与CK相比,盐胁迫明显抑制了香椿幼苗的生长,增加叶片和根系中Na~+质量分数,降低K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)的积累,叶片净光合速率(P_n)降低。施加适宜浓度的ABA处理后,香椿幼苗生长受抑情况得到缓解,Na~+质量分数降低,K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)质量分数增加,w(K~+)∶w(Na~+)、w(Mg~(2+))∶w(Na~+)和w(Ca~(2+))∶w(Na~+)比值提高,叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2摩尔分数(C_i)和水分利用率(W_(UE))上升,气孔限制值(L_s)降低,同时叶绿素质量分数提高,丙二醛(MDA)质量摩尔浓度降低。研究结果表明,NaCl胁迫下添加外源适宜浓度的ABA,能够有效地抑制盐胁迫下香椿叶片和根系对Na~+的吸收,改善香椿幼苗中的离子平衡,促进营养吸收,同时增强植株光合作用,降低膜质过氧化水平,从而增强香椿幼苗对盐胁迫的适应性。其中,香椿幼苗在浓度为10μmol/L ABA处理时的缓解效果最佳。     

La对UV—B胁迫下大豆幼苗类黄酮含量影响：I对类黄酮总量影响

采用水培试验方法研究了La对紫外辐射(UV-B:0.15、0.45W·cm-2)胁迫下大豆(Clycinemax)幼苗类黄酮、叶绿素含量及苯丙氨酸转氨酶(PAL)活性的影响。结果表明:20mg·L-1La能明显提高大豆幼苗的类黄酮与叶绿素含量及PAL活性;UV-B处理虽使大豆幼苗类黄酮含量及PAL活性增加,但增幅小于前者,且叶绿素含量降低;La+UV-B处理组类黄酮含量与PAL活性变化同UV-B处理组近似,唯增幅大于(叶绿素降幅小于)后者。表明La具有提高大豆幼苗类黄酮、叶绿素含量与PAL活性,缓解UV-B辐射伤害的作用。     

ABA诱导的玉米保卫细胞胞质钙离子浓度的变化

【目的】以玉米第二真叶下表皮为材料,研究ABA诱导的保卫细胞胞质Ca2+浓度的变化,并探讨Ca2+来源。【方法】通过数字激光共聚焦显微镜测定ABA诱导的胞质钙离子浓度变化,并通过异搏啶、EGTA[乙二醇双（2--氨基）乙基醚-N,N,N’,N’四乙酸]药理实验探讨钙离子的来源。【结果】ABA不能诱导所有的保卫细胞胞质钙离子浓度的增加,而可被ABA诱导的保卫细胞中又表现了不同的钙离子浓度变化形式。异搏啶预处理后,不能改变保卫细胞对ABA的反应,但EGTA预处理,则抑制了ABA诱导的胞质钙离子浓度升高。此外,气孔运动观察结果显示：ABA可以明显的诱导气孔关闭,但EGTA、异搏啶的预处理延缓了ABA诱导的气孔关闭速度。【结论】ABA作用下,保卫细胞胞质Ca2+浓度或不发生变化,或持续高浓度,或发生逐渐升高,形成不同的钙信号,最终造成气孔不同步关闭;ABA诱导的胞质钙离子升高主要源自胞外钙离子内流。     

UV-B辐射增强对粳稻光合电子传递与光响应特性的影响

[目的]光合作用对UV-B辐射增强的响应对评价粳稻在全球气候变化背景下的适应能力至关重要。本文旨在分析UV-B辐射增强对粳稻剑叶光合作用内在机制的影响。[方法]以北方粳稻品种‘沈农265’为试验材料,采用盆栽形式,试验设对照组CK(采用自然光照射),处理组T1、T2分别在自然光照基础上增加UV-B辐射1.05和2.1 W·m~(-2),每个处理重复3或6次。选取粳稻幼苗移栽于无孔试验桶中,紫外灯照射时间为08:00—16:00,阴雨天不进行UV-B处理,直至成熟收获。试验期间对粳稻各生长时期进行剑叶活体测量,测定光合电子流传递分配、光合响应曲线及参数,包括非环式光合电子流中参与碳还原或光呼吸的那一部分电子流J_c、J_o,表观量子效率(AQY),最大净光合速率(P_(max))和暗呼吸速率(R_d)的变化特征。[结果]对光合电子传递的影响:UV-B辐射增强在剑叶各个生长期J_c和J_o(非环式电子流中参与光呼吸和碳还原的电子流)均降低,J_o/J_F与J_o/J_c(光呼吸所占的比例)均增加,说明UV-B增强降低了光合电子进入碳还原的部分;UV-B处理在剑叶各个生长期也降低了V_o(Rubisco的氧化速率)和V_c(Rubisco的羧化速率),但V_o/V_c呈上升趋势,且与UV-B辐射强度成正比,说明UV-B辐射增强降低了Rubisco(核酮糖-1,5-二磷酸加氧酶)的羧化速率。对光合响应特性的影响:剑叶各生长期在UV-B处理下,CK与T1、T2的光合响应曲线趋势相同,净光合速率(P_n)从大到小的处理为对照组、低剂量UV-B辐射、高剂量辐射;除成熟期,LSP(光饱和点)均降低,在灌浆期降幅最大,除灌浆期,LCP(光补偿点)均上升,在孕穗期升幅最大;AQY总体呈下降趋势;P_(max)显著下降,T2对P_(max)的抑制程度大于T1;除成熟期,R_d(暗呼吸速率)都呈增加趋势,灌浆期增幅最高。[结论]UV-B辐射增强总体上增加了剑叶光呼吸耗能,降低了光合电子进入碳还原的过程,增加了光合电子在Rubisco氧化反应上的消耗比例,抑制了更多的光合电子向羧化方向传递,导致羧化传递速率降低。在相同PAR(光合有效辐射)下,随着UV-B辐射的增强,粳稻剑叶净光合速率呈降低趋势,光合作用能力逐渐减弱。     

ABA诱导气孔关闭的研究

水分胁迫诱导叶片合成和积累 ABA(脱落酸),ABA 通过质膜上高亲和力的特异的ABA 结合蛋白而调节保卫细胞的 H~+/K~+交换过程,进而影响气孔的开关。酚酸能够拮抗ABA 的作用。本文摘引并综合了某些假说,试图阐明 ABA 诱导气孔关闭的机理。这些假说都提出了各自的证据。尽管这些证据是有限的和不充分的,但是它们毕竟把这一研究推进了一步。     

金银忍冬和榆叶梅春季光合特性的比较

应用LI-6400便携式光合测定系统对金银忍冬(Loniccra maackii)和榆叶梅(Prunus triloba)春季光合作用的日变化规律进行研究,利用SPSS统计分析软件,采用相关分析及回归分析得出净光合速率与光合有效辐射、气温、大气湿度、气孔导度等生理生态因子间的相关关系。结果表明:金银忍冬春季光合速率呈双峰曲线,17∶00出现一个小高峰,影响光合速率的主要因子为气孔导度(Gs)、光合有效辐射(PAR)、大气相对湿度(RH)、胞间CO2浓度(Ci);榆叶梅春季光合速率呈双峰曲线,影响光合速率的主要因子为光合有效辐射(PAR)、气孔导度(Gs);金银忍冬较榆叶梅春季净光合速率大。     

小麦旗叶性状与光合特性的相关性分析

对不同基因型小麦旗叶的角度、长度、宽度与光合速率(Pn)、气孔导度(G s)、胞间CO2浓度(C i)、气孔CO2浓度、蒸腾量(E),光合有效辐射(PAR)的相关性进行了研究和分析。结果表明:小麦旗叶角度与光合特性的相关性均不显著;旗叶长度与气孔导度(G s)和胞间CO2浓度(C i)呈显著正相关;旗叶宽度与光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(C i)、气孔导度(G s)、气孔CO2浓度及光合有效辐射(PAR)分别呈显著正相关和极显著正相关。因此,与旗叶角度、长度相比,旗叶宽度是影响小麦光合特性更为重要的因素。