Physiological and biochemical responses of Melissa officinalis L. to nickel stress and the protective role of salicylic acid

The present study investigated the mediatory effects of salicylic acid (SA) in alleviating nickel (Ni) toxicity in Melissa officinalis L. One-month-old plants were exposed to different levels of Ni and SA concentrations in sand culture under greenhouse conditions. Excess Ni significantly inhibited the growth indices and dramatically increased accumulation of Ni in the leaves and roots. Exogenously SA applications (1.0 mM) led to a substantial improvement in the shoot and root fresh and dry weights. Foliar application of SA mitigated the deleterious effects of Ni and decreased its transport to the shoots. The results showed a significant loss in chlorophylls and carotenoids contents only at 500 µM of Ni. The impact of SA was not significant in terms of chlorophyll contents, while carotenoid contents of the Ni-stressed plants were significantly affected by SA. Exposure to Ni did not modify proline accumulation. Hydrogen peroxide accumulation was observed under Ni stress, while lipid peroxidation significantly decreased at the same conditions. Application of SA caused a significant decrease in electrolyte leakage of Ni-stressed plants. Due to the high potential for Ni accumulation in the roots and translocation factor values lower than 1, M. officinalis could be introduced as an excluder medicinal plant.     

遮阴和露地栽培条件下蜘蛛香叶片的抗氧化酶比活力和丙二醛含量

研究旨在阐明蜘蛛香叶片酶类抗氧化能力在遮阴和露地栽培条件下的差异,为蜘蛛香应答阳生环境的研究和蜘蛛香大田栽培配套技术的制定提供参考。以滇中地区遮阴和露地栽培条件下的蜘蛛香叶片为试材,用分光光度法研究了叶片的可溶性蛋白质含量和抗氧化酶[（即：过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)]的比活力以及丙二醛(MDA)含量。与遮阴栽培相比,露地栽培会使蜘蛛香叶片的可溶性蛋白质含量降低了11.30%,但会使叶片CAT、POD和SOD比活力以及MDA含量分别升高了11.43%、30.90%、21.58%和18.48%;叶片可溶性蛋白质含量和CAT比活力在遮阴和露地条件下的差异均未达到显著水平,而POD和SOD比活力以及MDA含量的差异均达到显著水平。在露地栽培条件下,蜘蛛香叶片的可溶性蛋白质含量下降、细胞脂质的过氧化损伤加剧,但CAT、POD和SOD比活力会同时提高而强化叶片细胞的酶类抗氧化能力。     

‘赣南早'脐橙在干旱胁迫下的生理及转录组研究

我国脐橙产区的季节性干旱对脐橙产量和品质影响较大。‘赣南早'脐橙作为一个新品种脐橙,目前在我国脐橙产区已大面积推广。为深入了解这个新品种的耐旱性,探究早熟品种‘赣南早'脐橙应对干旱胁迫的调控机制,以‘赣南早'脐橙与‘纽荷尔'脐橙（对照）为材料,测定比较不同干旱胁迫程度下二者光合作用、干旱相关生理指标等差异,并通过RNA-Seq分析比较转录水平差异及抗氧化物酶基因表达调控。结果表明：干旱胁迫下‘赣南早'脐橙净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）均显著高于‘纽荷尔'脐橙;随着干旱胁迫程度增加,‘赣南早'脐橙叶片较‘纽荷尔'脐橙更舒展,‘赣南早'脐橙相对电导率和丙二醛含量显著低于‘纽荷尔'脐橙,而保护酶超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物歧化酶（POD）活性变化幅度更大;‘赣南早'脐橙和‘纽荷尔'脐橙叶片可溶性糖含量无显著性差异,复水后,‘纽荷尔'脐橙叶片中可溶性糖含量极显著高于‘赣南早'脐橙。转录组测序分析表明,干旱胁迫0、10、20 d时,‘赣南早'脐橙和‘纽荷尔'脐橙间DEGs数量分别为1266、683、658个。GO富集分析显示,在干旱胁迫过程中‘赣南早'脐橙差异基因主要集中在细胞蛋白修饰过程、高分子修饰作用、含磷化合物代谢过程、蛋白修饰过程等通路,而‘纽荷尔'脐橙未见明显富集。KEGG富集分析显示,除了富集于淀粉及蔗糖通路和氨基酸及核苷酸糖代谢途径,‘赣南早'脐橙其他差异基因富集途径与‘纽荷尔'脐橙基本一致。差异基因转录因子分析显示二者在ERF家族、MYB家族、NAC家族、MYB_related家族、WRKY家族、bHLH家族、HB-other家族、HSF家族、B3家族和bZIP家族均有分布,此外,‘赣南早'脐橙特异分布于GRAS家族。根据转录组分析筛选出抗氧化酶相关基因30个,其中上调表达48%,下调表达52%。本研究结果为‘赣南早'响应干旱胁迫的生理变化提供理论依据,并为其抗旱性研究提供分子基础。     

低温胁迫对甜菜抗氧化系统的影响

旨在研究低温胁迫对甜菜细胞膜过氧化及抗氧化系统的影响,并为研究其他植物的抗寒性生理机制提供参考依据。以甜菜品种‘KWS9147'为实验材料,采用水培方式栽培,设置了4℃的低温处理(L)和25℃的室温对照(CK),测定低温处理前后甜菜叶片中丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性的变化。结果表明,低温胁迫会对细胞膜造成损害并促使抗氧化系统产生防御作用,甜菜低温胁迫处理1天后与对照组对比,丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性发生了显著的变化,丙二醛(MDA)的含量增加了31.32%,总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,分别上升了10.74%、4倍、2.22倍、32.85%、和2.56倍。综上,甜菜在低温胁迫下抗氧化能力提高,从而清除活性氧自由基(ROS)的积累,减缓细胞膜脂过氧化对细胞造成的伤害。