干旱胁迫下甜橙叶片保护酶体系的变化研究

对2年生枳[Poncirus.trifoliate(L.)Raf.]砧无病毒奉节72-1脐橙[Citrus.sinensis(L.)Osbeck.cv.Fengjie.72-1.navel]嫁接苗进行持续性干旱胁迫处理,研究干旱胁迫期间甜橙叶片保护酶活性和丙二醛(MDA)含量随土壤和植株水分变化的生理适应性。结果表明,干旱胁迫明显导致了过氧化氢酶(CAT)活性下降,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,而MDA含量变化不明显。干旱胁迫初期或轻度胁迫期,保护酶活性已具有明显的适应性反应;当处于中度胁迫时,POD和SOD依然保持很高活性。在防止MDA产生中,CAT的作用不明显,POD和SOD起主要的协同作用。     

水分条件对豌豆保护酶活性及膜脂过氧化的影响

为探讨不同水分条件对豌豆保护酶系统和膜脂过氧化的影响,采用盆栽人工控水试验方法,模拟干旱胁迫及复水条件,研究了不同水分处理对花荚期豌豆叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及过氧化产物丙二醛(MDA)含量和脂膜相对透性(RC)的影响,并对花荚期豌豆抗氧化能力进行了综合评价.结果表明:不同程度干旱胁迫历时5 d时并未影响豌豆叶片SOD、CAT活性,但有明显的滞后效应.重度干旱胁迫历时10 d可显著降低豌豆叶片SOD、CAT活性,显著提高MDA含量.不同程度的干旱胁迫均导致豌豆叶片POD活性提高,膜脂相对透性加大.复水可对干旱胁迫所造成的CAT、POD活性变化产生显著补偿作用,对SOD活性变化产生超补偿作用.同时,可显著降低MDA含量和脂膜相对透性;干旱胁迫历时10 d内和复水历时10 d内,豌豆有较强的抗氧化能力,仅在重度胁迫10 d后复水历时达到10 d时抗氧化能力趋弱.     

表油菜素内酯对汞胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响

为探讨表油菜素内酯(EBR)对小麦幼苗汞胁迫的调控作用,采用营养液水培法,研究汞胁迫下叶面喷施24-表油菜素内酯对小麦幼苗生长、叶片MDA及H2O2含量、质膜透性、抗氧化酶活性、抗氧化物质含量的影响。结果表明,50 mg·L-1汞处理小麦幼苗后,小麦幼苗的株高和干重显著降低,叶片的MDA、H2O2含量和质膜透性增加,SOD、POD和CAT活性下降,As A、GSH含量降低。与单独汞胁迫相比,叶面喷施一定浓度EBR促进了小麦幼苗的生长,降低了小麦幼苗叶片的MDA和H2O2含量,减小了质膜透性,提高了SOD、POD和CAT活性,增加了抗氧化物质As A、GSH含量,提高了As A/DHA、GSH/GSSG的比值,以EBR浓度0.01 mg·L-1为宜。综上,外源EBR可缓解汞胁迫对小麦幼苗的伤害,其机制可能与EBR能提高抗氧化酶活性及抗氧化物质含量、降低MDA和H2O2含量有关。本研究结果为降低汞污染土壤对作物生长的毒害作用提供了依据。     

西辽河平原矮秆蓖麻杂交种抗氧化酶活性、产量与油分含量对氮肥水平的响应

采用大田随机区组试验设计,以矮秆蓖麻杂交种通蓖11号为试材,以高秆杂交种通蓖9号为对照,在N 0、60、120、180 kg/hm~2 4个氮肥用量处理下,探讨灌浆期间叶片抗氧化酶活性、产量和油分含量对氮肥水平的响应。结果表明,在0～120 kg/hm~2施氮水平范围内,随着氮肥水平的提高,2品种的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性不断增强,丙二醛(MDA)含量则持续下降。当施氮水平提高到180 kg/hm~2时,SOD、POD、CAT活性不再升高,反而下降,MDA含量则略有上升。在各个氮肥水平和灌浆阶段通蓖11号SOD、POD、CAT活性均高于通蓖9号,MDA含量均低于通蓖9号;在低氮水平处理下,2品种间大部分差异不显著;在高氮水平处理下,大部分差异显著。随着灌浆进程,SOD、POD活性呈单峰曲线变化,但通蓖11号的峰值较通蓖9号有所延迟。CAT活性呈下降趋势,MDA含量呈上升趋势。各处理籽粒产量、油分含量与抗氧化酶活性趋势相同。相关分析结果表明,籽粒产量和油分含量与SOD、POD、CAT活性呈正相关关系,与MDA含量呈负相关关系。灌浆前期,花后10 d通蓖9号SOD、POD和CAT活性与籽粒重的相关关系达显著或极显著水平,通蓖11号则达显著水平。花后20 d通蓖9号SOD、POD和CAT活性与籽粒重的相关关系未达显著水平,通蓖11号则达显著水平。灌浆中期,通蓖11号SOD、POD活性与油分含量呈显著正相关关系,而通蓖9号油分含量仅与POD活性呈显著正相关关系,与SOD和CAT相关关系未达显著水平。说明适量施用氮肥可以提高蓖麻主茎叶片抗氧化酶活性,降低MDA含量,但通蓖11号保护酶活性对氮肥的生理响应更积极,具有更强的改善细胞中活性氧产生与清除之间的平衡能力,这是其籽粒产量和油分含量高于通蓖9号的生理原因。120 kg/hm~2氮肥用量是通蓖11号在西辽河平原取得优质高产的最佳施肥水平。     

钙对大豆幼苗镍毒害的缓解效应及对抗氧化酶活性的影响

采用盆栽方法,研究了镍毒害条件下外源钙对大豆镍毒害的缓解效应以及对其叶片组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响,以探讨钙缓解植物镍毒性的生理机制.研究结果表明:Ni2+60 mg/kg添加量对大豆幼苗生长表现出明显的抑制作用,但是当加入不同钙量后,大豆的镍毒害症状得到不同程度的缓解,Ca2+ 200 mg/kg处理的缓解作用好于Ca2+ 100 mg/kg.与不施镍处理相比,单施Ni2 60 mg/kg处理的大豆叶片组织SOD、CAT和APX活性明显下降,而POD活性明显上升.当配施Ca2以后,大豆叶片组织中SOD、CAT、POD和APX活性明显提高,且Ca2+ 200 mg/kg处理的上升程度比Ca2+ 100 mg/kg处理的大.因此,Ca2+是通过提高叶片组织抗氧化酶活性,增强活性氧清除能力,而使大豆的镍中毒症状得到缓解,这是Ca2+减轻大豆镍毒害的生理机制之一.     

Cr、As、Pb、Cd复合污染对茶树叶片酶活性和细胞膜透性的影响

通过盆栽实验,研究了土壤中Cr、As、Pb、Cd复合污染对茶树叶片酶活性和细胞膜透性的影响。结果表明,茶树叶片酶活性和细胞膜透性的变化趋势基本一致,均随浓度的增加而增加,说明茶树在本实验浓度范围内对4种重金属的复合污染具有耐受性;极差分析表明,对SOD活性和细胞膜透性影响顺序为CrAsPbCd,对POD和CAT活性影响顺序为CrAsCdPb;方差分析表明,Cr对茶树SOD、POD、CAT活性和细胞膜透性的影响极显著;As对SOD、POD和细胞膜透性影响极显著,对CAT活性影响显著;Cd、Pb对POD活性和细胞膜透性的影响显著,而对SOD和CAT活性的影响相对较小,说明茶树对Cr、As污染更敏感,耐受能力较Cd、Pb弱。     

外源多胺对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系活性氧及保护酶活性变化的影响

用亚精胺(Spd)处理了低氧胁迫下的黄瓜幼苗，并对根系中的活性氧及保护酶进行了检测。结果表明，低氧处理后黄瓜幼苗根系的脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著升高，活性氧生成速率含量和保护酶活性，都有一个先升后降的过程；Spd处理后，低氧胁迫下的黄瓜幼苗根系中的MDA、活性氧含量显著下降，过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)都保持较高的活性，而过氧化氢酶(CAT)活性较弱。超氧阴离子(O^-₂)生成速率的变化与SOD活性的变化有一定的相关性，H₂O₂的含量变化与过氧化物酶(POD)有一定的相关性。     

不同浓度Hg2+ 、Cr3+ 和Pb2+单一胁迫对绿豆膜脂过氧化物含量及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度Hg2+、Cr3+ 和Pb2+胁迫条件下,绿豆花荚期叶片中膜脂过氧化物（MDA）含量及抗氧化酶,包括(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化情况。结果表明,Hg2+、Cr3+和Pb2+胁迫后,随着浓度的升高,绿豆叶片中MDA含量也逐渐升高,与对照相比均呈差异显著性;在Cr3+和Pb2+胁迫下,绿豆叶片中SOD酶活性随着浓度的升高呈现升高的趋势;在低、中浓度Hg2+胁迫下,SOD酶活性低于对照,但高浓度下,SOD酶活性高于对照;Hg2+处理后,POD随着浓度的增加,表现出先升高后降低又升高的趋势;低、中浓度Cr 3+处理使绿豆叶片内POD活性降低,但在高浓度时表现出POD活性增强;随着Pb2+处理浓度的增加,POD活性逐渐降低;Hg2+ 和Cr3+处理使CAT活性升高,但Pb2+处理后,CAT活性随浓度的升高先下降,再升高,然后又下降。研究表明Pb2+对绿豆的生态毒性较大。     

氮素形态对小麦生长中后期保护酶等生理特性的影响

在水培条件下,探究了氮素形态对小麦营养生殖并进生长时期保护酶的影响。结果表明:铵、硝态氮单供和混合供应对小麦保护酶活性影响不同。在铵、硝态氮混合供应下,叶片SOD、CAT,根系SOD活性最高,同时叶片、根系可溶性蛋白含量最大,根系活力和根系表面K3Fe(CN)6还原活性最高,但MDA含量最高;单供硝态氮时叶片POD活性最高,根系MDA含量最高;单供铵态氮时根系POD、CAT活性最高。单供尿素时叶片仅CAT活性高于铵和硝态氮混合供给,但同时叶片MDA含量也高于铵和硝态氮混合供给。叶片以SOD、CAT和POD为主清除自由基,而根系以SOD和POD为主清除自由基。铵和硝态氮混合供给下,小麦成熟后,地上部干重,籽粒产量最大,根冠比最小。     

非充分灌溉对不同花生品种渗透调节物质含量和抗氧化活性的影响

采用防雨棚池栽试验研究不同生育时期非充分灌溉对不同花生品种各生育期叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和保护酶活性的影响,旨在揭示不同花生品种在不同生育时期对非充分灌溉的响应机制。结果表明,苗期和花针期灌水后,叶片保护酶活性和渗透调节物质含量均有不同程度的降低,随生育期推进和土壤水分降低,其活性升高,但升幅因品种、保护酶和渗透调节物质类型有差异,2个品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖(SS)、游离氨基酸(AA)和脯氨酸(Pro)含量均以对水分最为敏感的花针期升幅较大,且‘花育25号’的SOD、CAT、可溶性糖和可溶性蛋白质(Pr)的升幅大于‘花育22号’;结荚期灌水后,各保护酶和渗透调节物质未表现降低。2个品种全生育期灌水处理与苗期灌水处理间的POD、SOD、CAT、SS、Pr和AA差异不显著,但2个品种两处理间Pro和MDA含量存在差异。全生育期水分胁迫条件下,SOD、CAT活性显著低于生育期灌水处理,但SS、Pr、Pro和MDA含量明显升高,尤以‘花育25号’变幅较大。POD活性对灌水时期响应相对较弱,SOD和CAT是花生适应土壤水逆境的主要保护酶。     

不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及保护性酶的响应机制

为了比较不同倍性菘蓝对干旱胁迫的耐受能力及其体内保护性酶的响应机制,在MS培养基中加入不同浓度的甘露醇模拟干旱胁迫处理,观测不同倍性菘蓝种子的萌发和幼苗生长状况,测定幼苗中丙二醛及脯氨酸含量,同时对其地上部分保护性酶SOD、POD和CAT进行测定。种子萌发、幼苗生长以及丙二醛和脯氨酸含量的测定结果均表明,四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。对其体内保护性酶的研究结果表明,随着甘露醇浓度的增加二倍体和四倍体菘蓝中SOD、POD和CAT三种保护性酶均呈现先增加后降低的趋势,各甘露醇浓度下四倍体中的SOD、POD和CAT三种保护性酶活性均高于二倍体,说明在干旱胁迫下四倍体菘蓝对活性氧的清除能力高于二倍体菘蓝,部分解释了四倍体菘蓝较二倍体菘蓝对干旱胁迫的耐受能力强。     

高温处理对结果期草莓叶片衰老特征的影响

以‘日本丰香’(Fragaria ananassa Duch.cv Toyonaka)草莓品种为试材,于2010-12-2011-02在人工气候箱进行环境控制试验,以25℃为对照,设30、32、34、36、38℃共5个高温处理,分别在处理1、3、5d后,测定与叶片衰老特征密切相关的生理指标,包括叶片中超氧化岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白质和叶绿素含量.结果表明,在30 ～ 38℃范围内,随着温度升高及处理时间的延长,草莓叶片中MDA含量呈持续增加趋势;经30 ～ 34℃高温处理后,可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT酶活性值均高于对照,其中SOD、POD酶活性在34℃处理3d后达到最高,可溶性蛋白质含量、CAT酶活性在34℃处理5d后达到最高.36℃及38℃高温处理后,可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT酶活性明显低于对照(P＜0.05);高温处理中叶片的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均低于对照,而且随着高温时间的延长,草莓叶片叶绿素a、b及类胡萝卜素含量都呈持续下降趋势.表明高温胁迫降低了草莓叶片保护酶活性,导致体内活性氧大量积累,抗氧化能力降低,加速了草莓叶片的衰老,研究结果为设施草莓高温气象灾害的防御提供了依据.     

干旱处理下不同烤烟品系的生理差异研究

为培育抗性优良的烤烟品种,探究烤烟的耐旱特性及机理,以烤烟品系LY1306、中烟100和红花大金元为试验材料,研究在聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫和水分控制的干旱处理下,各烤烟品系叶片抗氧化酶类活性,丙二醛(MDA)和脯氨酸含量变化,以及光合生理特性和叶片细胞超微结构的差异。结果表明,25%PEG-6000胁迫下,LY1306能保持较好的生理状态,具有较高的SOD活性和较强的脯氨酸渗透调节能力;中烟100的个别叶片出现萎蔫,SOD活性较LY1306低,较对照组POD和CAT活性显著降低,MDA含量较高;红花大金元叶片出现严重萎蔫,CAT活性降低幅度最大,脯氨酸积累量较高。在反复缺水干旱条件下,LY1306能够维持较高的CAT活性,MDA积累量少,水分利用率较高,蒸腾速率较低,细胞中叶绿体数量和叶绿体形态维持正常。红花大金元的POD活性增长明显,脯氨酸含量显著增长,但MDA积累量较大,叶绿体变形且数量明显减少。中烟100的POD活性较高,脯氨酸积累量较大,叶绿体结构较完整。综上,LY1306在干旱胁迫下具有较强的清除活性氧和脯氨酸渗透调节能力,综合抗旱能力较好。本研究结果为培育抗旱烤烟品种提供了理论依据。     

不同水分条件下沙漠豆生理指标的变化

运用常规的植物生理抗旱性测定方法,对引种植物沙漠豆在不同土壤水分梯度下叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸以及过氧化氢酶（CAT）活性,超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）3种保护酶等指标的变化进行研究。结果表明：1）脯氨酸含量随干旱胁迫程度的增强逐渐升高,可溶性蛋白质先降低后升高,二者之间存在相互补偿关系,可溶性糖含量呈现先升高再降低的变化趋势,表现出渗透调节物质对干旱的调节作用;2）3种保护酶活性在不同水分处理过程中变化不同,CAT活性表现为升高,SOD在中度干旱水分条件下升高,至重度干旱水分条件下则降低,POD活性的变化与SOD活性变化相反,保护酶之间相互配合协同作用维持了沙漠豆叶片细胞膜的完整性;3）丙二醛浓度随干旱胁迫程度的增强而升高,表明沙漠豆随水分不足可以通过增加渗透调节物质含量、增强保护酶活性、提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫的伤害。     

高钾供应加剧了水稻叶片缺镁诱导的氧化胁迫

Magnesium （Mg） deficiency in plant affects photosynthesis and many other metabolic processes. Rice （Oryza sativa L. cv. ＇Wuyunjing 7＇） plants were grown in hydroponics culture at three Mg and two potassium （K） levels under greenhouse conditions to examine the induction of oxidative stress and consequent antioxidant responses in rice leaves due to Mg deficiency. At low Mg （0.2 mmol L 1 Mg supply for two weeks after transplanting） and high K （6 mmol L^-1） for 21 days, the rice plants showed severe Mg deficiency and a significant decreases in the dry matter production. The Mg deficiency in leaves decreased chlorophyll concentrations, photosynthetic activity, and soluble protein, but significantly increased the concentrations of soluble sugars and malondialdchyde （MDA） and the activities of superoxide dismutase （SOLD, EC 1.15.1.1）, catalase （CAT, EC 1.11.1.6） and peroxidase （POD, EC 1.11.1.7）. In addition, Mg concentrations in the leaves and in the shoot biomass were negatively related to the activities of the three antioxidative enzymes and the concentration of MDA in leaves. There were very significant interactive effects between Mg and K supplied in the culture solution on shoot biomass yield, chlorophyll content, photosynthesis rate, the activities of SOD, CAT and POD, and MDA content in the leaves of rice. It is suggested that the high K level in the nutrient solution aggravated the effect of low Mg supply-induced Mg deficiency and created the oxidative damage in rice plants.     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下番茄幼苗活性氧代谢的影响

研究了在100 mmol/L NaCl胁迫下,外源NO供体硝普钠（SNP）处理对耐盐性不同的2个番茄品种（沪番‘1480’和沪番‘2496’）幼苗叶片活性氧（ROS）水平和保护酶活性的影响。结果表明,外源NO提高了盐胁迫下SOD、POD、CAT和APX活性,AsA和GSH含量以及脯氨酸和可溶性糖含量,降低了MDA含量和O2- 产生速率;与耐盐品种‘1480’相比,NO处理对盐敏感品种‘2496’效果更明显。表明外源NO通过促进盐胁迫下保护酶活性、抗氧化剂和渗透调节物质的提高,降低ROS水平,缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用,增强植株的耐盐能力。     

不同温度下镁胁迫对黄瓜光合特性和活性氧清除系统的影响

利用人工气候箱,研究不同温度下镁胁迫对黄瓜幼苗光合特性和活性氧清除系统的影响。结果表明,不论温度高低,镁胁迫增加了叶绿素a/b,且缺镁比高镁增幅大。在两种温度下,镁均降低了叶绿素a、b和类胡萝卜素的含量;而在适温下,高镁使叶绿素a、b和类胡萝卜素含量增加,低温则降低。镁胁迫使黄瓜幼苗中下部叶片净光合率（Pn）、气孔导度（Gs）下降,低温、高镁Pn降低幅度最大;但对胞间CO2 浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、水分利用率（WUE）和气孔限制值（Ls）的影响因温度和镁离子浓度不同而不同。缺镁胁迫,黄瓜幼苗光合作用的主要限制因素是非气孔因素,而高镁胁迫则主要限制因素是气孔因素。镁胁迫使黄瓜幼苗叶片MDA含量、O2-.产生速率、H2O2含量增加,缺镁增幅大于高镁胁迫;低温加剧了膜脂过氧化。低温下,POD活性下降,SOD活性升高,而CAT活性变化不大;适温下,植株主要通过提高POD活性来抵御镁胁迫。低温、缺镁对植株的伤害较大,与活性氧的增加有关。     

不同土壤水分条件下施磷量对小麦旗叶衰老及产量的影响

在防雨旱棚池栽条件下研究了水分胁迫(W1)和水分适宜(W2)条件下不同施磷量对小麦旗叶衰老及产量的影响.结果表明,小麦开花后,W1水平下,施磷150 kg/hm~2处理的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)下降幅度及丙二醛(MDA)上升幅度较其他处理小;W2水平下,随施磷量的增加,SOD、POD和CAT活性增加、MDA降低,可见水分胁迫下适宜的施磷量以及适宜的水分条件下增加施磷量均可以改善小麦体内的保护酶,增加小麦叶面积指数和旗叶叶绿素含量,提高光合速率,进而延缓衰老,提高产量.本试验条件下,虽然75%土壤田间持水量与施磷量150 kg/hm~2的处理组合达到了最高产量,但与55%土壤田间持水量与施磷量150 kg/hm~2的处理组合的产量差异不显著,综合观之,后者是最佳水肥处理组合.