亚精胺浸种对玉米胚芽鞘抗渗透胁迫能力的影响

亚精胺(spermidine:Spd)浸种后,研究了渗透胁迫下,玉米品种农大108(抗旱性较强)和掖单13(抗旱性较弱)胚芽鞘的长度、相对含水量(relative water content:RWC)、相对电解质渗漏率(relative electrolyte leakage:REL)和鞘内Spd含量的变化.渗透胁迫第4天,抗旱性弱的掖单13玉米胚芽鞘的REL的上升幅度明显大于抗旱性强的农大108,其鞘内Spd含量的升幅则明显小于农大108;而农大108胚芽鞘的长度和RWC的下降幅度明显小于掖单13.Spd浸种处理,则明显抑制掖单13在胁迫条件下其胚芽鞘长度、RWC的下降和REL的增加,促进鞘内Spd含量的增加.这些结果表明,Spd浸种通过提高渗透胁迫下玉米(特别是抗旱性较弱的品种)胚芽鞘中Spd的水平,从而增强玉米胚芽鞘的抗渗透胁迫能力,促进其生长.     

渗透胁迫对玉米幼苗类囊体膜上结合态多胺含量的影响

研究了渗透胁迫下,玉米品种农大108(抗旱性较强)和掖单13(抗旱性较弱)幼苗类囊体膜上非共价结合态(Noncovalently conjugated,NCC)多胺(Polyamines,PAs)和高氯酸不溶性共价结合态(Perchloric acid insoluble covalently con-jugated,PISCC)多胺(PA)含量的变化。发现渗透胁迫下,抗旱性弱的掖单13的NCC-亚精胺(Spermidine,Spd)、PISCC-腐胺(Putrescine,Put)和PISCC-Spd下降幅度明显大于抗旱性强的农大108;掖单13的NCC-Put含量明显上升,NCC-精胺(Spermine,Spm)含量明显下降,而农大108的NCC-Put和NCC-Spm含量变化不明显。外源Spd处理明显抑制了渗透胁迫下掖单13类囊体膜上NCC-Spd含量的下降,也提高了掖单13玉米幼苗的抗性;Spd生物合成的专一性抑制剂——MGBG处理,则明显促进了渗透胁迫下农大108类囊体膜上NCC-Spd含量的下降,也降低了农大108玉米幼苗的抗性。PISCC-PAs生物合成的专一性抑制剂——o-phen处理,促进了渗透胁迫下玉米幼苗类囊体膜上PISCC-PAs含量的下降,而且明显降低了玉米幼苗的抗性。表明玉米幼苗类囊体膜上NCC-Spd、PISCC-Spd和PISCC-Put在胁迫条件下的稳定有利于增强玉米幼苗适应渗透胁迫的能力。     

渗透胁迫对玉米幼苗叶片不同形态多胺含量的影响

用高压液相色谱法，研究了玉米品种农大108（抗旱性较强）和掖单13（抗旱性较弱）幼苗叶片中游离态(free, f)、酸可溶性共价结合态(AS-conjugated)和酸不溶性共价结合态(AIS-bound) 多胺（polyamine, PA）与渗透胁迫的关系。结果发现，渗透胁迫7 d，农大108的fSpd和fSpm的含量显著(P＜0.05)上升，而掖单13的fPut的升幅显著(P＜0.05)。用S-腺苷蛋氨酸脱羧酶（SAMDC）抑制剂甲基乙二醛-双（鸟嘌呤腙）（MGBG）处理农大108，显著抑制了渗透胁迫诱导的fSpd和fSpm的增加，并且加重了渗透胁迫伤害，用外源Spd处理掖单13，则显著促进了渗透胁迫诱导的fSpd和fSpm的增加，并且减缓了渗透胁迫的伤害。渗透胁迫下，农大108幼苗叶片中AS-conjugated-PA和AIS-bound-PA的上升幅度都显著大于掖单13。用转谷氨酰胺酶（TGase）抑制剂菲咯啉(o-Phen)处理，则抑制了渗透胁迫诱导的AIS-bound-PA含量的上升，并加重了渗透胁迫的伤害。上述结果说明，玉米幼苗叶片中的fSpd、fSpm、AS-conjugated-PA和AIS-bound-PA的升高有利于增强幼苗的抗渗透性。     

亚精胺浸种对玉米幼苗根系核蛋白体上结合态多胺含量的影响

用高压液相色谱（HPLC）方法检测了渗透胁迫下,玉米幼苗根系核蛋白体（deoxyribonucleic acid-protein：DNP）上的非共价结合态多胺（noncovalenfly conjugated polyamines：NCC-PAs）的含量。两个品种的NCC-spa（亚精胺）和Ncc-spm（精胺）含量都因渗透胁迫而上升,而且抗旱性强的农大108上升幅度明显大于抗旱性弱的掖单13,在两个品种中未检测到NCC-Put（腐胺）。亚精胺浸种处理明显促进了渗透胁迫下掖单13核蛋白体上NCC-Spd和NCC-Spm含量的上升,也提高了掖单13幼苗对渗透胁迫的抗性。结果表明：亚精胺浸种处理,通过提高玉米幼苗根系核蛋白体上NCC-Spd和NCC-Spm的含量,从而增强玉米幼苗适应渗透胁迫的能力。     

水杨酸浇灌对三七幼苗抗旱性的影响

实验以三七为试材,用PEG 6000模拟自然干旱胁迫的方法,研究了SA根际浇灌对三七幼苗抗旱性的影响.结果表明,SA根际浇灌处理能有效地抑制渗透胁迫下膜质过氧化产物MDA含量增加,使质膜相对透性上升变缓,促进渗透胁迫下游离脯氨酸的提高,有效地促进抗氧化保护酶活性的提高,减轻了干早对三七幼苗的伤害,增强了其抗旱性.综合来看,250mg/L处理表现最佳.     

外源ABA对渗透胁迫下玉米幼苗根系渗透调节的影响

用ABA处理不同抗旱性的两个玉米品种幼苗根系, 测定了根系的水势、渗透势、渗透调节能力及4种渗透调节物质的变化, 结果表明: 渗透胁迫条件下, ABA能提高根系的水势、降低渗透势、增加渗透调节能力, 且对抗旱性强的鲁玉14号的作用大于抗旱性弱的掖单13号. 正常供水条件下, ABA处理对根系水势的提高有一定的作用, 但对渗透势及     

小麦胚中不同形态多胺含量的变化及其与耐旱性的关系

为解析发育籽粒胚中不同种类和不同形态多胺在小麦耐旱机制中的作用,以强抗旱性的洛麦22和弱抗旱性的豫麦48为材料,于小麦花后第10天施以根际自然干旱、喷施外源多胺及其合成抑制剂处理,研究不同类型多胺含量变化及其与品种耐旱相关生理指标和产量相关性状的关系。干旱胁迫处理10天内,2个品种籽粒胚中游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)以及酸可溶性共价结合态多胺(ASCC-PA)含量均上升,尤其是豫麦48的游离态Put一直表现为急剧升高趋势。干旱处理前期两品种籽粒中游离态Spd和Spm的上升幅度没有明显差异,处理后期洛麦22中Spd和Spm的上升幅度明显大于豫麦48;两品种胚中的酸不溶性共价结合态腐胺(AISCC-Put)含量前期均较低,到后期洛麦22的AISCC-Put含量上升明显。外源Spd和Spm处理后,不仅显著提升了干旱胁迫后期豫麦48胚的游离态Spd和Spm的含量,并且提高了旗叶相对含水量和籽粒相对干物质增长速率,降低了旗叶相对质膜透性,抗旱性得到改善。MGBG处理强烈抑制了洛麦22胚中游离态Put向Spd和Spm转化,也明显降低小麦的抗旱性。外施菲咯啉显著抑制了干旱胁迫所诱导的AISCC-Put增加,同时也降低了小麦对干旱胁迫的抗性。上述结果暗示花后胚中游离态Put向游离态Spd、Spm和AISCC-Put的顺利转化可以提高小麦抗干旱能力。     

外源亚精胺对涝胁迫下玉米幼苗根系无氧呼吸代谢的调控效应

为了探讨多胺提高玉米抗涝性的机制,以2个抗涝性不同的玉米品种(郑单958,抗涝性较弱;浚单22,抗涝性较强)为材料,设置正常处理、涝胁迫处理、涝胁迫+亚精胺(1 mmol/L)3个处理,分别在处理0,2,4,6 d取幼苗根测定相对电解质渗漏率、无氧呼吸酶活性(乳酸脱氢酶(LDH)、丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH))、代谢产物(乙醇和乳酸)和亚精胺(Spd)含量,并测定幼苗相对干物质增长速率,研究了亚精胺对涝胁迫下玉米幼苗根系呼吸代谢的调控效应。结果表明:在正常生长情况下,2个玉米品种幼苗根系中无氧呼吸酶活性、代谢产物和亚精胺含量均无明显变化,且在2个品种间无明显差异;涝胁迫处理后,2个玉米品种幼苗根系中无氧呼吸酶活性以及乙醇、乳酸、亚精胺含量增加,且抗性较弱的郑单958的LDH活性和乳酸含量增加幅度大于抗性较强的浚单22,而抗性较强的浚单22的ADH活性和乙醇、亚精胺含量增加幅度大于抗性较弱的郑单958;涝胁迫+亚精胺处理后,2个玉米品种幼苗根系中PDC、ADH活性以及乙醇、Spd含量升高,LDH活性和乳酸含量下降,且抗性比较弱的郑单958的变化幅度大于抗性比较强的浚单22。结果显示,亚精胺与涝胁迫下玉米幼苗根系的呼吸代谢之间存在密切关系,亚精胺一方面可以通过提高玉米幼苗根系中无氧呼吸代谢酶PDC和ADH活性以及增加乙醇和Spd含量减少有害物质乙醛对细胞的伤害;另一方面可以通过降低LDH活性抑制乳酸的过量产生,避免细胞质的过度酸化,降低细胞膜的伤害,从而缓解涝胁迫对玉米幼苗造成的伤害,促进干物质的积累和玉米幼苗的生长。     

干旱对玉米杂交种及其亲本自交系幼苗膜脂过氧化及其保护酶活性的影响

在PEG模拟的干旱处理过程中,随着胁迫时间的延长,玉米叶片相对含水量(RWC)减少,质膜相对透性和丙二醛(MDA)含量增高,在一定的时间限度内超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性增高,超过一定限度后则降低;复水后,RWC、质膜相对透性、MDA含量、SOD、CAT活性都有不同程度的恢复,且抗旱性较强的杂交种及其母本比抗旱性较弱的杂交种及其母本RWC下降幅度小,SOD、CAT活性高,质膜相对透性和膜脂过氧化水平低,这说明膜脂过氧化伤害与保护酶活性之间存在着一定的联系,而且母本对杂交种的保护酶活性和抗膜脂过氧化伤害能力的影响较大.     

渗透胁迫下大豆幼苗根尖线粒体ATPase活性与结合态多胺含量的关系

以抗旱性不同的大豆（Glycine max L．）品种豫豆24（抗旱性较强）和豫豆6号（抗旱性较弱）幼苗为材料,研究在聚乙二醇（PEG）-6000渗透胁迫条件下,幼苗根线粒体ATPase水解活性与膜上非共价结合态多胺含量的关系。结果如下：渗透胁迫条件下,抗性强的豫豆24的A’rPase活性下降的幅度明显小于抗性弱的品种豫豆6号,而豫豆24的线粒体膜上非共价结合亚精胺（Spd）的上升幅度明显大于豫豆6号。外源Spd处理,明显促进了豫豆6号在胁迫条件下非共价结合Spd含量的增加,同时抑制了胁迫条件下ATPase活性的降低,从而提高了豫豆6号幼苗的抗性;Spd生物合成的专一性抑制剂—甲基乙二醛-双（鸟嘌呤腙）（MGBG）处理,显著抑制了豫豆24在胁迫条件下膜上非共价结合Spd的增加,同时促进其在胁迫条件下ATPase活性的降低,从而明显降低了豫豆24幼苗的抗性。结果表明,线粒体膜上非共价结合的Spd可能通过维持ATPase活性的稳定来提高大豆幼苗的抗渗透胁迫能力。     

亚精胺预处理对渗透胁迫下小麦幼苗抗氧化能力的影响

以小麦绵农4号幼苗叶片为试材,以－0.6 MPa聚乙二醇-6000(PEG-6000)处理造成渗透胁迫,研究了外源亚精胺（Spd）预处理对小麦相对含水量(RWC)、H₂O₂含量、丙二醛(MDA)含量、电解质渗漏以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响。在渗透胁迫处理     

异源表达棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(Gh SAMDC1)基因提高了拟南芥抗盐能力

以转GhSAMDC1基因拟南芥研究了过量表达GhSAMDC1基因对拟南芥幼苗抗盐能力的影响,以及内源多胺、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量(Chl)、离子渗透率、抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性和表达量在盐胁迫下的变化。结果表明,过量表达GhSAMDC1基因能够减少拟南芥内源腐胺(Put)含量,增加亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量。盐胁迫下,转基因株系亚精胺合酶(AtSPDS1、AtSPDS2)和精胺合酶(AtSPMS)基因表达量明显高于野生型,Spd和Spm含量进一步增加,H2O2、MDA、Chl以及离子渗透率显著降低;与野生型相比,过氧化物酶(POD)活力无明显差异,但超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力明显增加,其表达水平与活力变化趋势基本一致。因此,盐胁迫下,GhSAMDC1基因通过提高Spd和Spm合成相关基因的表达,增加了转基因株系Spd和Spm含量,Spd和Spm直接或间接提高抗氧化系统相关酶的活力,通过清除H2O2等活性氧的方式提高拟南芥的抗盐能力。     

外源亚精胺对淹水胁迫玉米的生理调控效应

以玉米单交种登海662(DH662)和浚单20(XD20)为材料, 以盆栽方式研究了外源亚精胺(Spd)对淹水胁迫玉米叶片光合、根系生理及产量的调控效应。结果表明, 喷施亚精胺使遭受不同生育阶段淹水胁迫的DH662和XD20产量平均提高12.9%和10.8%。不同生育阶段淹水对玉米影响不同, 两个品种均以苗期淹水影响较大, 且Spd对其正调控效应也最好。喷施亚精胺提高了不同生育阶段淹水处理玉米叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光量子产量(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P), 降低了细胞间隙CO₂浓度(C_i)和非光化学猝灭系数(q_N)。喷施亚精胺使淹水胁迫后DH662和XD20根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性分别较单独淹水处理高出14.5%和4.6%, 过氧化氢酶(CAT)活性分别较淹水处理高出19.9%和18.2%;使DH662和XD20根系的异柠檬酸脱氢酶(IDH)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性增加26.1%和19.6%, 但抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性无明显增加。喷施亚精胺缓解了淹水胁迫引起的膜脂过氧化, 使DH662和XD20根系活力平均增加12.9%, 根系丙二醛(MDA)含量平均降低23.9%。表明叶面喷施亚精胺可有效改善玉米根系和叶片生理功能, 从而降低减产幅度, 但不同玉米品种及其不同生育阶段对亚精胺的调控效应存在差异。     

干旱胁迫下外源亚精胺、甜菜碱对菘蓝种子萌发和幼苗生理特性的影响

以菘蓝为试验材料,在10%聚乙二醇（PEG-6000）干旱胁迫处理下,研究了外源亚精胺（Spd）和甜菜碱（GB）对菘蓝种子萌发和幼苗渗透调节物质、活性氧生成及膜质过氧化的影响。结果表明,外源Spd（≤75mg/L）和GB（≤30mmol/L）处理可显著促进干旱胁迫下菘蓝种子的萌发;25~100mg/L的Spd和10~40mmol/L的GB处理均可提高幼苗叶绿素含量,降低脯氨酸含量、丙二醛积累和细胞膜透性,可有效缓解干旱胁迫伤害,且幼苗中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性均呈先上升后下降的趋势,并在Spd 75mg/L和GB 30mmol/L时达到最大值。由此可见,75mg/L的Spd或30mmol/L的GB能有效缓解干旱胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长产生的伤害,提高种子及幼苗的抗旱能力。     

不同年代玉米品种苗期耐旱性的比较分析

我国北方地区时常发生春旱,严重影响玉米生产。因此苗期耐旱性是玉米育种中需要考虑的一个重要性状。本试验选用20世纪50年代以来玉米品种35个, 包括50年代农家种4个,60年代双交种4个,70年代以后的单交种27个,在旱棚内鉴定苗期耐旱性,调查幼苗的生物量(鲜重和干重), 计算各品种的耐旱系数,分析苗期耐旱系数随年代及年份变化的趋势,并根据耐旱指数对70年代以来的27个单交种进行聚类。结果表明,干旱处理对供试品种生物量的影响显著。我国玉米品种的苗期耐旱性50至60年代快速提高,60年代及70年代以后呈下降趋势,70年代以来的27个单交种可分为3类,耐旱性强杂交种有鲁单50、群单105、农大108、掖单13、掖单4号、郑单2号,耐旱性弱的杂交种有农大3138、农大60、沈单16,其余为中间类型。下一步育种工作的重点之一是在自交系选育中加大干旱压力,为进而培育耐旱的杂交种奠定基础。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜高粱(Sorghum bicolor)幼苗的影响

为探究外源亚精胺(spermidine,Spd)对盐胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化的影响,以‘辽甜1号’甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.5 mmol/L,1.0 mmol/L,1.5 mmol/L)的Spd喷施处理165 mmol/L NaCl胁迫下的甜高粱幼苗,测定处理7 d和15 d后甜高粱幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性等生理生化指标,测定处理15 d后甜高粱幼苗的株高、鲜重、干重及幼苗相对含水量。结果表明,盐胁迫显著抑制了甜高粱幼苗的生长及生理生化指标,喷施不同浓度Spd可提高盐胁迫下甜高粱幼苗叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr,降低Ci,提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量,降低MDA含量,提高SOD、POD、CAT和APX活性。说明在盐胁迫下外源喷施Spd能够增强甜高粱幼苗的光合作用,促进幼苗生长,同时增加渗透调节物质含量,提高抗氧化物酶活性以稳定细胞内环境,从而增强甜高粱幼苗的耐盐性,其中1.0 mmol/L的Spd处理效果最佳。本研究为利用外源Spd缓解植物盐胁迫伤害提供科学依据,为提高甜高粱幼苗的耐盐性提供一种新的手段。     

苗期干旱胁迫对不同抗旱花生品种生理特性、产量和品质的影响

在人工控水条件下,研究了两个不同抗旱花生品种苗期干旱下的生理特性及其产量和品质。结果表明,随着干旱程度的增加,两品种叶片光合速率(P_n)逐渐下降,丙二醛(MDA)含量增加;解除干旱后,叶内MDA含量降低,Pn很快恢复到或超过对照水平,农大818的恢复能力强于鲁花11。适当干旱处理,可增加叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,提高叶片可溶性蛋白质(P_r)含量,鲁花11以中轻度干旱（灌水60~80 mm）,而农大818以中度干旱（灌水40~60 mm）时酶活性最强、Pr含量最高,同一干旱处理、特别重度干旱（灌水20 mm）处理的酶活性,农大818明显高于鲁花11;解除干旱后,两品种叶中SOD、POD、CAT活性和Pr含量显著降低,但农大818的酶活性仍高于鲁花11。随着苗期干旱程度的增加,花生荚果和籽仁产量降低,但农大818的降幅小于鲁花11;若苗期灌水量低于60~80 mm则影响产量。花生苗期中、轻度干旱胁迫可增加籽仁蛋白质含量,而对脂肪含量的影响不大;重度干旱明显降低籽仁脂肪含量、脂肪中油酸组分和O/L比值,增加亚油酸组分,但对蛋白质的影响较小。鲁花11以60~80 mm水分处理及农大818以40~60 mm水分处理时籽仁品质最佳。     

多胺对冬小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制

以周麦18和西农538为材料研究表明,喷施精胺(Spm)或亚精胺(Spd)显著促进冬小麦籽粒灌浆,而喷施腐胺(Put)对冬小麦籽粒灌浆无显著影响;外源Spm或Spd显著提高旗叶叶绿素含量、光合作用以及抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,同时显著降低旗叶丙二醛以及籽粒乙烯释放速率。说明不同类型多胺对冬小麦的影响不同,多胺对冬小麦籽粒灌浆的影响与叶片光合、衰老以及籽粒ETH释放速率密切相关。