棉花幼苗AsA-GSH循环对低温胁迫的响应机制研究

为探究棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统对低温胁迫的响应机制,以新陆早57号为试验材料,研究4℃低温胁迫不同时间(0、1和2 d)对根、茎和叶中抗氧化物质含量和酶活性的影响。结果表明,与对照(0 d)相比,随着低温胁迫时间延长,棉花幼苗根中还原型抗坏血酸(AsA)含量及单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性呈上升趋势,氧化型抗坏血酸(DHA)含量先减少后增加,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性先升高后降低,谷胱甘肽氧化还原状态(GSH/GSSG比率)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性总体呈下降趋势,抗坏血酸氧化还原状态(AsA/DHA比率)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性无显著性差异;茎和叶中AsA和GSH含量、AsA/DHA比率及APX、MDHAR和GR活性总体呈上升趋势,且茎中DHAR活性升高,DHA和GSSG含量先减少后增加,GSH/GSSG比率和GPX活性无显著性差异,而叶中DHA含量和GSH/GSSG比率先不变后增加,DHAR活性先升高后降低,GSSG含量和GPX活性无显著性差异。综合分析显示,棉花幼苗通过调节根、茎和叶中抗氧化物质含量和酶活性来清除活性氧,从而适应低温胁迫,减轻低温伤害。此外,低温对根中AsA-GSH循环影响最大。本研究结果为揭示低温胁迫对棉花幼苗AsA-GSH循环代谢机制提供了理论依据。     

外源NO对Ca(NO_3)_2胁迫下番茄叶片活性氧损伤的缓解效应

为探讨外源一氧化氮(NO)对次生盐渍胁迫下植物抗氧化系统的调节作用,以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在营养液栽培条件下研究叶面喷施外源NO供体硝普钠(SNP)对80mmol·L~(-1)Ca(NO_3)_2胁迫下番茄幼苗生长、叶片光合、活性氧物质、抗氧化酶活性和抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响。结果表明,Ca(NO_3)_2胁迫下喷施SNP处理的番茄幼苗叶片超氧阴离子(O_2~(·-))的产生速率以及过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)的含量和电解质渗漏率显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)的活性显著升高或得以维持,同时叶片抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量及其还原力(AsA/DHA、GSH/GSSG值)显著升高,叶片活性氧损伤得到有效缓解,叶绿素降解和光合速率的下降得到有效抑制,进而促进了植株的生长发育,提高了番茄幼苗的耐盐能力。     

NaCl胁迫对菜用大豆种子抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用蛭石栽培,在100 mmol/L NaCl胁迫下,对耐盐性不同的两个菜用大豆[Glycine max(L.)Merr.]品种种子的过氧化氢(H2O2)含量及抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环进行了研究。结果显示,NaCl胁迫显著增加了菜用大豆种子的H2O2含量,但耐盐品种"绿领特早"的增幅低于盐敏感品种"理想高产95-1"。NaCl胁迫期间,"绿领特早"种子中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,AsA、GSH含量以及AsA/DHA值和GSH/GSSG值的增幅高于同期的"理想高产95-1",或降幅低于同期的"理想高产95-1";脱氢抗坏血酸(DHA)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量的增幅低于同期的"理想高产95-1"。表明"绿领特早"种子在胁迫期间能够保持较高的AsA-GSH循环效率,可有效地抑制H2O2的积累,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一。     

H_2S对低温胁迫下甜樱桃柱头和子房AsA-GSH循环的响应

为了探究H_2S对甜樱桃花器官低温伤害的缓解机理,以甜樱桃品种早大果为试材,分析了不同浓度H_2S供体NaHS对低温胁迫下甜樱桃柱头和子房AsA-GSH循环系统的影响。结果表明,喷施0.02、0.05、0.1 mmol·L~(-1)的NaHS均可降低低温胁迫下甜樱桃柱头和子房超氧阴离子(O_2~-)、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量,显著提高还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量(P0.05),降低氧化型抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,使AsA/DHA和GSH/GSSG比值显著升高(P0.05),以0.05 mmol·L~(-1)NaHS效果最显著;0.02、0.05、0.1 mmol·L~(-1)的NaHS均显著提高低温胁迫下柱头和子房AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的活性(P0.05),以0.05 mmol·L~(-1)NaHS提高上述酶活性的幅度最大。NaHS的浓度大于0.2 mmol·L~(-1)不再提高低温胁迫下AsA-GSH循环效率;低温胁迫下添加NaHS的同时添加H_2S清除剂HT可解除H_2S的效果。综上所述,喷施适量外源H_2S可有效降低低温胁迫下O_2~-、H_2O,和MDA积累,提高AsA-GSH循环效率,减轻低温对甜樱桃柱头和子房的氧化伤害。本研究结果为明确H_2S缓解甜樱桃花器官低温伤害作用机制以及生产上花期低温伤害预防提供了理论依据。     

胁迫对菜用大豆种子抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用蛭石栽培,在100 mmol/L NaCl 胁迫下,对耐盐性不同的两个菜用大豆［Glycine max (L.)Merr.］品种种子的过氧化氢（H2O2）含量及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环进行了研究。结果显示,NaCl胁迫显著增加了菜用大豆种子的H2O2含量,但耐盐品种 绿领特早的增幅低于盐敏感品种理想高产95-1。NaCl胁迫期间,绿领特早种子中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,AsA、GSH含量以及AsA/DHA值和GSH/GSSG值的增幅高于同期的理想高产95-1,或降幅低于同期的理想高产95-1; 脱氢抗坏血酸（DHA）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量的增幅低于同期的理想高产95-1。表明 绿领特早种子在胁迫期间能够保持较高的AsA-GSH循环效率,可有效地抑制H2O2的积累,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一。     

Cr^（3＋）胁迫对青菜中植物络合素含量及AsA-GSH代谢关键酶活性的影响

采用不同浓度Cr3＋处理,测定不同耐铬性青菜品种叶片中抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）代谢关键酶活性及植物络合素含量等生理指标。结果表明,随着处理浓度的增加,两个青菜品种叶片中植物络合素及抗氧化剂含量呈增加趋势。高浓度Cr3＋（250mg·L-1）处理下,耐铬性强的矮抗青品种叶片中超氧阴离子（O-2·）含量与对照相比增幅较小,耐铬性差的绿秀品种则增幅较大;耐铬性强的矮抗青叶片中还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量显著高于对照（P〈0.05）,而绿秀品种则略增,差异不显著（P〉0.05）;耐铬性强的矮抗青品种叶片中脱氢抗坏血酸（DHA）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量分别是对照的1.87、1.72倍,低于耐性差的绿秀品种（1.98、1.94倍）。随着铬处理浓度的增加,AsA-GSH关键酶活性呈先增后降趋势。高浓度Cr3＋处理下,耐铬性强的矮抗青品种叶片中植物络合素（PCs）含量、抗坏血酸过氧化物酶（APX）及脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性分别比对照增加了30.9%、38.9%、45.2%,而耐性差的绿秀分别增加了11.5%、30.5%、43.0%。综合分析表明,矮抗青在Cr3＋处理下具有较高的AsA-GSH代谢关键酶活性和非酶物质含量,可能是不同青菜品种对Cr3＋耐受性差异的内在生理原因。     

镉胁迫对镉低积累突变体cadL-5非酶促防御系统的影响

为探讨水稻镉(Cd)低积累的生理生化机制,以从500份农杆菌介导的水稻T-DNA/Ds插入突变体库中筛选到的镉低积累突变体cad L-5和其野生型水稻粳稻中花11为材料,经Cd Cl2处理后,通过常规生物化学方法,对其脯氨酸和H2O2含量、As A/DHA、GSH/GSSG及NADPH/NADP+比值和相应酶活性进行测定。结果表明,随着处理浓度的提高,低镉积累突变体cad L-5植株器官中Cd和H2O2积累量低于野生型,而游离脯氨酸含量则相反;GSH/GSSG、As A/DHA及NADPH/NADP+的比值均表现为cad L-5高于野生型;抗坏血酸氧化酶还原型谷胱甘肽酶,脱氢抗坏血酸还原酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性也均表现为cad L-5高于野生型。植物对Cd的抗性或低积累依赖于植物的抗氧化保护系统,在这个抗氧化保护系统中抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环起着至关重要的作用。本研究结果为从分子水平把握植物对Cd的抗性研究积累了生理学方面的资料。     

烟嘧磺隆胁迫对甜玉米幼苗活性氧积累、抗氧化系统及相关基因表达的影响

为减轻烟嘧磺隆对甜玉米(Zea mays L. seccharata Sturt)的药害作用,探究甜玉米幼苗抗氧化系统对烟嘧磺隆胁迫的响应机制,本研究以一对甜玉米姊妹系(对烟嘧磺隆表现耐药性的甜玉米自交系HK301和对烟嘧磺隆表现敏感的甜玉米自交系HK320)为试材,研究烟嘧磺隆胁迫对不同耐药性甜玉米品种氧化压力、抗氧化酶、抗氧化系统非酶类物质和抗氧化酶关键基因表达量的影响。结果表明,烟嘧磺隆胁迫后,与对照(HK301-CK)相比,HK301的超氧阴离子自由基( {\mathrm{O}}_2^{\frac{-}{·}} )产生速率、过氧化氢(H₂O₂)含量和丙二醛(MDA)含量先增加后减少,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升高后降低的趋势,抗坏血酸(AsA)含量、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量先增加后减少,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量持续增加,抗坏血酸氧化还原状态(AsA/DHA比值)显著降低,谷胱甘肽氧化还原状态(GSH/GSSG比值)无显著差异。与对照(HK320-CK)相比,HK320的 {\mathrm{O}}_2^{\frac{-}{·}} 产生速率和H₂O₂含量显著增加, CAT、APX、DHAR、GR活性先升高后下降,SOD、MDHAR活性和GSH含量、GSH/GSSG 比值、AsA/DHA 比值呈下降趋势,DHA含量持续增加,GSSG含量无显著差异。烟嘧磺隆胁迫后,相较于HK320,HK301显著上调了SOD、CAT、APX、MDHAR、DHAR和GR基因的相对表达量。综合分析显示,不同耐药性甜玉米幼苗通过调节体内抗氧化物质含量和酶活性来清除活性氧,从而提高幼苗对除草剂的耐药性。本研究为揭示烟嘧磺隆胁迫下甜玉米幼苗抗氧化系统的代谢机制提供了理论依据。     

野生小花南芥体内AsA-GSH循环对土壤Cd、Pb胁迫的响应

为探讨植物在重金属胁迫下的防御机制,通过野外调查的方法,分析了云南省会泽县铅锌矿区三个采样区野生小花南芥(Arabis alpina L. var. parviflora Franch)体内抗坏血酸-谷胱甘肽(Ascorbate-glutathione,AsA-GSH)循环对土壤Cd、Pb胁迫的响应。结果表明:驰宏区、小马坪、三多多三个采样点的土壤Cd、Pb含量存在差异,驰宏区采样点土壤的Cd、Pb含量显著高于小马坪和三多多采样点,同时驰宏区小花南芥根长、根表面积、根体积和株高均较高。驰宏区采样点野生小花南芥的丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、过氧化氢(H2O2)、抗坏血酸(Ascorbic acid,AsA)和还原型谷胱甘肽(Reduced glutathione,GSH)含量显著高于小马坪。小花南芥根和叶中抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽转硫酶(Glutathione S-transferase,GST)活性随土壤Cd、Pb含量的升高而显著提高;驰宏区野生小花南芥根部的谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPX)活性显著低于小马坪。综上所述,在土壤Cd、Pb污染条件下,野生小花南芥通过体内AsA-GSH循环保持较强的抗氧化物质再生能力,增强对Cd、Pb的耐性。     

NaCl 胁迫下外源壳聚糖对菜用大豆叶绿体抗氧化系统的影响

【目的】 叶绿体是植物体产生活性氧 (ROS)、且对盐最敏感的细胞器,本试验研究了外源壳聚糖对 NaCl 胁迫下菜用大豆[Glycine max (L.) Merr.]叶绿体内抗氧化系统的影响,以期探讨壳聚糖对 NaCl 胁迫下光合作用的调节机制。 【方法】 试验于 2014 年 4 月至 6 月在内蒙古民族大学试验基地日光温室内进行。采用蛭石栽培,选用菜用大豆盐敏感品种 ‘理想高产 95-1’ (LX)、耐盐品种‘绿领特早’ (LL)为试材。试验设 4 个处理:1) 叶面喷洒清水,根部浇灌营养液 (对照);2) 叶面喷洒壳聚糖溶液,根部浇灌营养液;3) 叶面喷洒清水,根部浇灌溶有 NaCl 的营养液;4) 叶面喷洒壳聚糖溶液,根部浇灌溶有 NaCl 的营养液。 【结果】 外源壳聚糖显著降低了 NaCl 胁迫下两品种菜用大豆叶绿体 H₂O₂的含量,显著提高了过氧化物酶 (POD)、抗坏血酸过氧化物酶 (APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶 (MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GPX)活性以及胁迫中期还原型抗坏血酸 (AsA)、还原型谷胱甘肽 (GSH)含量;与盐敏感品种 LX 相比,耐盐品种 LL 在胁迫 6～15 d 期间维持了相对较低的 H₂O₂含量,相对较高的 DHAR 活性及 AsA 含量,在整个胁迫期间维持了相对较高的 APX、GR、GPX 活性,在胁迫后期(12 d、15 d)维持了相对较高的 GSH 含量。 【结论】 外源壳聚糖对 NaCl 胁迫下菜用大豆叶绿体内 POD 活性及 AsA-GSH 循环产生了显著诱导作用,但对不同品种的诱导效果不同,耐盐品种 LL 的 AsA-GSH 循环维持了相对较强的活性氧清除能力,这可能是其维持较强光合能力,进而维持较旺盛生长的重要原因之一。      

不同价态硒缓解小油菜镉胁迫的生理机制

【目的】 硒有利于提高植物对环境胁迫的抗性,缓解植物受到的非生物胁迫。研究不同价态硒对小油菜缓解重金属镉胁迫的影响,可为治理农田土壤重金属镉污染提供参考。 【方法】 采用盆栽试验,选取三种价态硒,分别为硒代甲硫氨酸 Se (–2)、亚硒酸钠 Se (+4) 和硒酸钠 Se (+6),硒浓度均为 1 mg/kg,设置镉胁迫浓度 0、低浓度镉 (2 mg/kg) 和高浓度镉 (5 mg/kg),共计 12 个处理,采用原子吸收光谱法测定植物的镉含量,分析调查了对小油菜生长及生理特性的影响。 【结果】 未加外源镉时,与对照 (CK₀) 相比,各价态 Se 均能显著促进小油菜生长,且 Se (–2) 处理对小油菜生物量、株高、根长的促进效果优于无机硒 Se (+4) 和 Se (+6) 处理;低浓度镉胁迫下,与对照 (CK₂) 相比,经 Se (–2) 和 Se (+4) 处理后,小油菜地上部镉含量分别降低 13% 和 5%,而 Se (+6) 处理却增加了 25%;在高镉胁迫下,与对照 (CK₅) 相比,经 Se (–2) 和 Se (+4) 处理后,小油菜根部及地上部镉含量降幅可达 13%～41%,而 Se (+6) 处理后,小油菜根部及地上部镉含量分别增加了 38% 和 17%。当存在镉胁迫时,施用 Se (–2) 和 Se (+4) 处理可有效提高植物体内超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 和过氧化氢酶 (CAT) 等酶的活性,增加小油菜叶片内抗坏血酸 (AsA) 和还原型谷胱甘肽 (GSH) 的含量,但Se (+6) 降低了其抗氧化酶的活性,减少了小油菜叶片中 AsA、GSH 的含量。 【结论】 在镉胁迫下,Se (–2) 在促进小油菜生长、抑制镉在小油菜体内的积累及增强小油菜生理特性方面的作用均优于 Se (+4) 和 Se (+6)。因此,Se (–2) 处理最能有效缓解小油菜镉胁迫,Se (+4) 次之,Se (+6) 却增加了镉对小油菜的胁迫作用。      

Compost as a soil supplement increases the level of antioxidant compounds and oxygen radical absorbance capacity in strawberries

Compost as a soil supplement significantly enhanced levels of ascorbic acid (AsA) and glutathione (GSH) and ratios of AsA/dehydroascorbic acid (DHAsA) and GSH/oxidized glutathione (GSSG) in fruit of two strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) cultivars, Allstar and Honeoye. The peroxyl radical (ROO(*)) as well as the superoxide radical (O(2)(*)(-)), hydrogen peroxide (H(2)O(2)), hydroxyl radical (OH(*)), and singlet oxygen ((1)O(2)) absorbance capacity in strawberries increased significantly with increasing fertilizer strength and compost use. The planting medium (compost) x fertilizer interaction for phenolics and flavonoids was significant. Fruit from plants grown in full-strength fertilizer with 50% soil plus 50% compost and 100% compost yielded fruit with the highest levels of phenolics, flavonol, and anthocyanin content. A positive relationship between antioxidant activities and contents of AsA and GSH and ratios of AsA/DHAsA and GSH/GSSG existed in fruit of both strawberry cultivars. Correlation coefficients for the content of antioxidant components versus antioxidant activity [against ROO(*), O(2)(*)(-), H(2)O(2), OH(*), or (1)O(2)] ranged from r( )()= 0.7706 for H(2)O(2) versus GSH/GSSH in cv. Allstar to r = 0.9832 for O(2)(*)(-) versus total flavonoids in cv. Allstar.     

Changes in oxygen-scavenging systems and membrane lipid peroxidation during maturation and ripening in blackberry

Maturation and ripening of blackberry (Rubus sp.) fruit was accompanied by decreased activities of oxygen-scavenging enzymes [superoxide dismutase (EC 1.15.1.1), glutathione-peroxidase (EC 1.11.1.9), catalase (EC 1.11.1.6)] and enzymes in the ascorbate-glutathione cycle [ascorbate peroxidase (EC 1.11.1.11), monodehydroascorbate reductase (EC 1.6.5.4), dehydroascorbate reductase (EC 1.8.5.1), and glutathione reductase (EC 1.6.4.2)]. Nonenzyme components in the ascorbate-glutathione cycle such as ascorbate (AsA), dehydroascorbate (DHAsA), glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG) and the ratios of AsA/DHAsA, GSH/GSSG were also decreased. These decreases in antioxidant capacity were correlated with increases in the ratios of saturated to unsaturated fatty acid of polar lipids and free sterols to phospholipids, thus contributing to decreased fluidity, enhanced lipid peroxidation, and membrane deterioration, which may be associated with ripening and senescence in blackberry fruit.     

Correlation of antioxidant capacities to oxygen radical scavenging enzyme activities in blackberry

The activities of the oxygen radical scavenging enzymes [glutathione-peroxidase (GSH-POD), superoxide dismutase (SOD), and guaiacol peroxidase (G-POD)], hydrogen peroxide scavenging enzymes in the ascorbate-glutathione cycle [ascorbate peroxidase (AsA-POD), monodehydroascorbate reductase (MDAR), dehydroascorbate reductase (DHAR), and glutathione reductase (GR)], the nonenzyme components [ascorbate (AsA), dehydroascorbate (DHAsA), glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG)], and their antioxidant capacity [oxygen radical absorbance capacity (ORAC)] were measured in the juice of six different thornless blackberry (Rubus sp.) cultivars. The 'Hull Thornless' cultivar contained the highest levels, whereas 'Black Satin' consistently had the lowest activities for all the enzymes tested in this study. ORAC values were also the highest in 'Hull Thornless' and lowest in 'Black Satin'. The highest levels of AsA and DHAsA were in the juice of 'Hull Thornless' blackberries with 1. 09 and 0.15 micromol/g fresh wt, respectively. 'Hull Thornless' also had the highest ratio of AsA/DHAsA among the six blackberry cultivars studied. The 'Smoothstem' cultivar contained the lowest amounts of AsA and DHAsA. 'Hull Thornless' had the highest GSH content with 78.7 nmol/g fresh wt, while 'Chester Thornless' contained the largest amount of GSSG. The highest GSH/GSSG ratio was 4.90 which was seen in the 'Hull Thornless' cultivar. The correlation coefficient between ORAC values and AsA/DHAsA ratios was as high as 0.972. A correlation (r = 0.901) was also detected between ORAC values and GSH content. The antioxidant activity in blackberry juice was positively correlated to the activities of most antioxidant enzymes (r = 0.902 with SOD; r = 0.858 with GSH-POD; r = 0.896 with ASA-POD; and r = 0.862 with GR).     

Cd胁迫下绿豆和箭舌豌豆叶片抗氧化系统的变化

研究了Cd胁迫下绿豆（Phaseolus aureus）和箭舌豌豆（Vicia sativa）幼苗的生长,叶片内过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、超氧化岐化酶（SOD）、愈创木酚过氧化物酶（GPOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）的同工酶活性,还原性谷胱甘肽（GSH）和抗坏血酸（ASC）以及Cd含量的变化。结果显示,100μmol.L-1Cd胁迫9d期间,随着Cd胁迫时间的延长,绿豆和箭舌豌豆幼苗主根的伸长量和其根系干重显著降低（P〈0.05）,根表面出现越来越明显的褐色,绿豆叶表面出现可见的褐色斑点;两种植物叶片的CAT、APX和SOD同工酶活性以及绿豆叶片的GR活性呈先升后降的趋势,而两种植物叶的GPOD活性明显增加;在箭舌豌豆叶片中,GR活性随Cd暴露时间的延长而增加,而GSH先降后升;在绿豆叶片中,GSH和ASC随Cd暴露时间的延长而降低;与此同时,两种植物叶片中Cd的含量也随Cd胁迫时间的延长而增加,和箭舌豌豆相比,绿豆叶片中Cd含量增加更多。结果表明,箭舌豌豆有较强的抗氧化能力。     

山桃幼苗响应镉胁迫的生理机制研究

为探究山桃(Amygdalus davidiana)幼苗响应镉(Cd)胁迫的生理机制,通过盆栽试验研究了山桃幼苗在10 mg·kg^-1Cd处理后1、15、30、90 d的生理响应和富集特征。结果表明,山桃幼苗叶片O2-·和丙二醛(MDA)相对含量随Cd处理时间的延长而上升,叶绿素a含量、叶绿素b含量、净光合速率(Pn)则逐渐降低。叶绿素a/b值在Cd处理后1~15 d上升,而在30~90 d下降,表明Cd处理前期对叶绿素b的影响较大,而后期主要影响叶绿素a的合成。Mg、Mn元素相对含量随Cd处理时间延长而显著降低,而Cu、Fe含量上升,表明Cd胁迫诱导的山桃幼苗叶绿素合成受限和Pn的降低与Mg、Mn的降低紧密相关,这是由于Mg、Mn分别参与叶绿素合成和光系统Ⅱ(PSII)反应过程。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在Cd处理1~15 d显著上升,30~90 d则逐渐降低;过氧化物酶(POD)活性则在处理1~15 d无显著性差异,在30~90 d显著上升;谷胱甘肽还原酶(GR)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量均随着Cd处理时间的延长显著上升;ATP硫酸化酶活性和半胱氨酸含量均随着Cd处理时间的延长而显著上升,硫醇代谢物非蛋白硫醇(NPT)和植物螯合素(PCs)在Cd处理前期(1~15 d)差异不显著,而在30 d后显著上升。综上,山桃幼苗在Cd处理前期主要发挥抗氧化酶(SOD、CAT)的功能,并促进抗氧化物质(GSH、AsA)的合成,而Cd处理后期,则以POD、GSH、AsA的功能为主,并增强NPT和PCs的合成,从而促进Cd向液泡中转移,这与Cd处理后期液泡中Cd含量增加的变化趋势一致。本研究结果为山桃可作为重金属植物修复材料提供了理论依据。     

外源抗坏血酸与谷胱甘肽对打顶后烟草氧化 还原平衡及烟碱的影响

烟碱含量偏高是我国烤烟的现状。如何有效降低烟叶烟碱含量,提高烤烟工业可用性是烟叶生产中的一个难题。根据烟草打顶导致烟碱含量急剧上升和机械损伤造成细胞氧化迸发的的现象,本试验从打顶创伤引起的一系列生理变化入手,采取打顶后在伤口涂抹抗氧化剂抗坏血酸+谷胱甘肽(As A+GSH)和抗坏血酸(As A)两种方法来抑制活性氧含量的上升,探究茉莉酸刺激烟碱含量上升和活性氧含量之间的关系,并比较两种方法在抑制活性氧及烟碱上升的效果。结果发现,涂抹As A+GSH和As A处理对烟草叶片超氧阴离子、过氧化氢、丙二醛的上升有抑制效果,过氧化氢降解速度慢于超氧阴离子,在烟草内有积累现象。涂抹As A+GSH和As A处理在打顶6 h时茉莉酸含量低于常规打顶,对茉莉酸的产生有抑制效果。其中处理96 h后,打顶后涂抹As A+GSH的处理叶片烟碱含量比常规打顶低21.5%,打顶后涂抹As A的处理叶片烟碱含量比常规打顶低17.5%。且各检测指标之间存在显著或极显著的相关性。另外,打顶后24 h,各处理的活性氧含量回到对照(不打顶)的水平。试验表明,抗氧化型物质(As A+GSH)涂抹打顶后烟草的伤口能有效抑制活性氧、茉莉酸和烟碱含量的上升,且活性氧、茉莉酸、烟碱之间存在着密切联系。As A+GSH比As A有更强的抗氧化性,能更好地抑制打顶后烟碱的上升。     

外源乙烯对镉处理下玉米幼苗生理代谢的影响

为探讨外源乙烯缓解玉米（Zea mays）幼苗镉（Cd）毒害的生理机制,通过水培试验研究了Cd处理下,外源乙烯对玉米幼苗相关生理指标与Cd的亚细胞分布的影响,以不做任何处理为空白对照,以Cd处理和（NH₄）₂SO₄处理为试验对照。结果显示,相对Cd处理,乙烯和（NH₄）₂SO₄处理可显著降低Cd胁迫下玉米幼苗H₂O₂和丙二醛（MDA）含量,使净光合速率分别提升1.23倍和1.22倍;显著降低抗氧化物酶[超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）]活性,抗氧化物质[抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）]含量则显著上升。另外,相对于Cd处理,乙烯+Cd处理可使玉米幼苗ATP硫酸化酶活性、谷胱甘肽还原酶（GR）活性、半胱氨酸和还原型谷胱甘肽（GSH）含量分别上升54.43%、27.93%、50.77%和49.85%,而对非蛋白硫醇（NPT）和植物螯合素（PCs）含量无显著性影响。在乙烯+Cd处理的基础上添加GSH合成抑制剂BSO（buthionine sulfoximine）可导致玉米叶片GSH含量显著降低,H₂O₂含量上升,光合速率下降。外源乙烯可显著降低Cd胁迫下玉米叶片Cd含量,而显著提升根部细胞壁和液泡中Cd含量。因此,外源乙烯一方面通过提升玉米叶片GSH和AsA含量,增强叶片非酶促抗氧化能力,而非通过抗氧化酶促反应和NPT、PCs的螯合作用;另一方面则通过根细胞壁的固定作用和液泡区室化作用,减少Cd向玉米叶片中的转移,从而缓解Cd毒害。研究结果可为乙烯作为潜在的作物重金属拮抗剂提供理论依据。