外源NO对盐胁迫下黑麦草幼苗根生长抑制和氧化损伤的缓解效应

研究了外源一氧化氮(nitric oxide, NO)对盐胁迫下黑麦草幼苗根生长和氧化损伤的影响。结果表明,5~100 μmol·L^-1的NO供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)处理显著减轻100mmol·L^-1 NaCl胁迫对黑麦草幼苗根生长的抑制效应,其中50 μmol·L^-1的SNP效果最明显,150 μmol·L^-1以上的SNP处理则抑制根的生长。50 μmol·L^-1 SNP处理提高了100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下黑麦草幼苗根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)及液泡膜上H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺焦磷酸酶(H⁺-PPase)的活性,使谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(ASA)和脯氨酸含量及K⁺/Na⁺、(Spd+Spm)/Put比值和根干物质积累量增加,超氧阴离子(O^-₂)、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量降低,而1mmol·L^-1NO清除剂PTIO和1 μmol·L^-1 NaNO₂处理(对照)的效果则不明显。由此推断,NO通过提高根组织的抗氧化和渗透调节能力,促进根系对K⁺的选择性吸收及Put向Spd和Spm的转化,降低Na⁺的吸收并加强在液泡中的区隔化缓解盐胁迫对黑麦草幼苗根生长的抑制和膜脂过氧化损伤。     

镉胁迫对矮牵牛种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

采用营养液培养的方法研究了不同浓度镉Cd（0、1、2和4 mmol·L^-1）处理对矮牵牛（Petunia hybrida）种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果发现：与对照相比,较低浓度（1 mmol·L^-1）Cd处理下矮牵牛种子萌发和幼苗生长均显著被抑制,当Cd浓度增至4 mmol·L^-1时完全抑制了矮牵牛种子的萌发。Cd胁迫在低浓度时激活矮牵牛幼苗叶片过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,而高浓度产生抑制效应;抗坏血酸过氧化物酶（APX）和超氧化物歧化酶（SOD）活性与对照相比均显著升高,丙二醛（MDA）含量无显著变化。不同浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)的加入使4 mmol·L^-1 Cd胁迫下矮牵牛幼苗叶片POD和APX活性增加,但不影响SOD和CAT活性;此外,6 mmol·L^-1 EDTA使Cd胁迫下矮牵牛幼苗叶片中MDA含量增加。结果表明,Cd胁迫抑制矮牵牛种子萌发和幼苗生长,却使幼苗叶片POD、CAT和APX活性增加,EDTA的加入能够进一步提高Cd胁迫幼苗POD和APX活性。因此,矮牵牛幼苗在Cd胁迫下具有较强的抗氧化损伤的能力。     

硝普钠缓解镧引起的黑麦草幼苗生长抑制和根系氧化损伤

采用水培方法,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对300 μmol·L^-1 LaCl₃胁迫下黑麦草幼苗生长和根系活性氧代谢的影响。结果表明：在LaCl₃胁迫下,喷施50 μmol·L^-1 SNP能够抑制镧（La）从黑麦草根系向地上部的转运,缓解La对幼苗生长的抑制作用;提高幼苗根系超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,降低过氧化物酶活性及谷胱甘肽、脯氨酸、H₂O₂、丙二醛含量、超氧阴离子产生速率和质膜相对透性,对过氧化氢酶活性和抗坏血酸含量无显著影响。表明NO可通过活性氧代谢的调节,缓解高浓度La胁迫对黑麦草幼苗生长的抑制作用。     

碱胁迫对黑麦草幼苗根系活性氧代谢和渗透溶质积累的影响

为了探讨牧草对碱胁迫的耐受程度,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO3（0、50、100、150和200 mmol·L^-1）胁迫对黑麦草幼苗根系生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明：NaHCO3胁迫显著抑制黑麦草幼苗根系的生长,其抑制程度随胁迫浓度提高而增强,黑麦草可耐受的最高NaHCO₃浓度约为150 mmol·L^-1。随着NaHCO₃胁迫浓度的增加,黑麦草根中超氧阴离子(O^-·₂)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量明显上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量显著下降,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(ASA)含量先升后降。黑麦草根中Na⁺含量随NaHCO₃浓度增大而增加,K⁺含量和K⁺/Na⁺比降低,可溶性糖含量先升后降,脯氨酸含量则先降后升,游离氨基酸含量呈先升后降再升高变化。表明碱胁迫导致的活性氧代谢失调和Na⁺、K⁺失衡及积累有机溶质进行渗透调节时更多能量的消耗可能是黑麦草根系生长受抑的重要因素。     

NaCl处理下两种补血草种子萌发和幼苗抗性的比较

用不同浓度的NaCl处理盐生植物黄花补血草和大叶补血草,研究其种子萌发和幼苗叶片中叶绿素和可溶性蛋白等各项生理指标的变化,分析比较这两种植物的耐盐性。结果表明,NaCl处理抑制两种补血草种子的萌发,此效应具有浓度依赖性,低浓度的NaCl促进黄花补血草根和大叶补血草茎叶的生长,高浓度的NaCl抑制两种补血草幼苗的生长;与对照比,50、150和300 mmol·L^-1 NaCl处理后,两种补血草幼苗叶片的叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和叶绿素总量均减少,而H₂O₂和MDA含量却增加;低浓度的NaCl处理使两种补血草幼苗叶片可溶性蛋白含量增加,而高浓度的NaCl处理使其可溶性蛋白的含量降低。此外,相同浓度的NaCl处理对大叶补血草种子萌发、叶绿素含量等指标的抑制作用明显强于黄花补血草,且其MDA产生明显强于黄花补血草,这些表明黄花补血草可能比大叶补血草具有较强的耐盐性。     

硝酸镧对碱胁迫下黑麦草幼苗生长和光合生理的影响

在150 mmol·L^-1 NaHCO₃胁迫下,研究了不同浓度硝酸镧对黑麦草幼苗生长的影响及其对叶片光合生理响应的调节作用。结果表明,叶面喷施低浓度硝酸镧(0.05 mmol·L^-1)预处理显著减小了碱胁迫下黑麦草幼苗生物量、叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、叶绿体希尔反应、光合电子传递、光合磷酸化、Mg²⁺ ATP酶、RuBP羧化酶活性和光合效率的下降幅度,却对光呼吸调节酶乙醇酸氧化酶活性无明显影响。而高浓度硝酸镧(0.5 mmol·L^-1)预处理不仅对碱胁迫没有缓解作用,反而加重了碱胁迫伤害。因此,适宜浓度硝酸镧可以通过改善光合功能从而缓解碱胁迫对黑麦草幼苗生长的抑制作用。     

外源NO对盐胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢、多胺含量和光合作用的影响

采用溶液培养法研究了外源一氧化氮(nitric oxide,NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢、多胺含量和光合作用的影响。结果表明,50 μmol·L^-1 SNP显著提高盐胁迫下黑麦草幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及谷胱甘肽(GSH)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)含量和(Spm+Spd)/Put比值,降低了腐胺(Put)、超氧阴离子(O^—·₂)、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量,使幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)升高,胞间CO₂浓度(C_i)下降,相对生长量增加。叶绿素荧光动力学资料显示,SNP处理降低盐胁迫下黑麦草叶片的初始荧光(F₀),表明它对光合膜系统具有保护效应。SNP处理不仅提高了盐胁迫下叶片的最大荧光(F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F₀)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),而且提高了PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(q_P)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR),降低了非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和天线热耗散(D),而1 mmol·L^-1 NO清除剂PTIO和0.5 μmol·L^-1 NaNO₂处理(对照)则无此效应。由此表明,外源NO可能通过提高植株的抗氧化能力及光能的捕获与转换而增强盐胁迫下黑麦草叶片的光合能力,从而缓解盐胁迫对幼苗生长的抑制作用。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮（Nitric oxide, NO）对50mmol•L^-1NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响。结果表明：10~400μmol•L^-1 NO供体硝普钠（Sodium nitroprusside, SNP）能显著缓解NaCl胁迫对黄瓜植株造成的伤害,100μmol•L^-1 SNP缓解效果最好,可提高幼苗的生长量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,提高了叶片叶绿素和脯氨酸（Pro）含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）及气孔导度（Gs）;降低了叶片丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）的含量、超氧阴离子（O^•-₂）的产生速率、质膜透性和胞间二氧化碳浓度（Ci）。     

NO3-胁迫及恢复对黄瓜幼苗叶片叶绿素荧光参数及ATPase活性的影响

通过水培试验,探讨了不同NO₃^-浓度胁迫及恢复对黄瓜幼苗叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数及ATPase活性的影响.结果表明,胁迫7 d后,高浓度NO₃^-(168 mmol·L^-1)可极显著提高叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,极显著提高初始荧光(F_o)、Mg ATPase和Ca-ATPase活性,而PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)和PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ),却随NO₃^-浓度的增加而降低.恢复7 d后,所有处理叶绿素和类胡萝卜素含量均低于对照;初始荧光基本都恢复至对照水平;PSⅡ原初光能转化效率和PSⅡ光合电子传递量子效率在NO₃^-浓度低于126 mmol·L^-1时,基本恢复至对照水平,而高于这一水平时,仍显著低于对照;PSⅡ潜在活性在NO₃^-浓度为42和126 mmol·L^-1的处理基本达对照水平,其它处理仍极显著低于对照;Mg-ATPase和Ca-ATPase活性均出现先降低后升高的变化趋势.     

外源一氧化氮对铅胁迫下小麦种子萌发及幼苗生理特性的影响

利用室内水培实验,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（SNP）对Pb²⁺处理下小麦（Triticum aestivum L.）种子萌发、幼苗生长及相关生理指标变化的影响。结果表明,Pb²⁺处理使小麦种子发芽势、发芽率、幼苗根长和茎长均显著降低,诱导叶绿素a、叶绿素b含量减少及叶绿素荧光参数F_v/F_m和F_v/F_o的比值减小,25 μmol·L^-1 SNP明显缓解Pb²⁺胁迫对种子萌发及幼苗生长的抑制作用,提高Pb²⁺胁迫下叶绿素a、叶绿素b含量及F_v/F_m和F_v/F_o的比值,而100 μmol·L^-1SNP无明显缓解作用。此外,25和100 μmol·L^-1SNP诱导Pb²⁺胁迫下小麦幼苗叶片过氧化氢酶（CAT）活性增强和可溶性蛋白含量增多,但100 μmol·L^-1SNP处理降低了过氧化物酶（POD）活性。结果说明,外源NO促进Pb²⁺胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长,提高叶绿素和可溶性蛋白含量,诱导CAT活性升高,从而增强小麦对Pb²⁺胁迫的适应性。     

NaCl处理下黄花补血草幼苗生理特性的变化

以荒漠盐生植物黄花补血草(Limonium aureum(Linn.) Hill)为材料,研究不同浓度NaCl处理下渗透调节物含量、活性氧产生和抗氧化酶活性的变化。结果显示：NaCl处理诱导黄花补血草幼苗脯氨酸、可溶性糖和H2O2含量升高及超氧阴离子（O₂^-·）产生速率增大,可溶性蛋白含量在25和50 mmol·L^-1 NaCl处理时低于对照,而100和150 mmol·L^-1 NaCl处理时显著增加;不同浓度NaCl处理下,黄花补血草超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著升高,过氧化物酶活性与对照比呈现先增加后减小的变化,而过氧化氢酶活性表现为先降低后升高的变化趋势,但均低于对照。结果表明,黄花补血草在盐胁迫下通过积累渗透调节物和提高SOD、APX活性,使其具有较强的渗透调节能力和抗氧化能力,从而增强对盐环境的适应性。     

外源NO对增补UV-B辐射下兴安落叶松幼苗叶片光合色素和叶绿素荧光特性的影响

在增强UV-B辐射下,以3年生兴安落叶松幼苗为实验材料,研究了外源NO供体硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)对幼苗的光合色素（Chla、Chlb和Car）和叶绿素荧光参数的影响。方差分析结果表明0.5 mmol·L^-1的SNP对增补UV B胁迫下的兴安落叶松幼苗产生显著影响。0.5 mmol·L^-1的SNP能够显著抑制增补UV-B辐射后光合色素、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、F_v′/F_m′和qP的明显下降以及Chla /Chlb、F_o和NPQ的升高。表明了外源NO能够减轻UV-B辐射胁迫下兴安落叶松幼苗光合反应中心的生理损伤,从而增强兴安落叶松幼苗对增补UV-B辐射胁迫环境的适应能力。     

过量表达水稻细胞质型OsAPXs基因提高转基因烟草的耐盐性

为了验证水稻(Oryza sativa L.)细胞质型APXs与细胞耐盐性的关系,实验分别将OsAPXa和OsAPXb（基因登录号：D45423、AB053297）转化到烟草(Nictiana tabacum,N.plum)植株中。Southern结果表明,二基因分别整合到烟草的基因组;Northern分析表明,外源基因在转基因烟草中得到高效表达;在碳酸盐逆境下,T2代转基因植株与野生型对照相比,其APX活性呈现显著的提高,T₂代品系的H₂O₂含量和叶片受害程度显著低于野生型;T₂代品系分别在含有10 mmol·L^-1 NaHCO₃、5 mmol·L^-1 Na₂CO₃的MS培养基上生长,根的生长受到抑制,叶片产生黄化;野生型烟草则难以存活。水稻细胞质型OsAPXs基因的过量表达提高了转基因烟草的耐盐性,揭示出OsAPXa和OsAPXb在碳酸盐逆境应答过程中发挥着重要的作用。     

Cr6+对菹草叶绿素荧光参数、抗氧化系统和超微结构的胁迫影响

研究了不同浓度的Cr⁶⁺(0、1、10、30、50 mg·L^-1)对菹草叶片叶绿素、叶绿素荧光参数、抗氧化系统、可溶性蛋白含量、膜脂过氧化产物、可溶性糖含量、超氧阴离子(O₂^—·)产生以及细胞超微结构的胁迫影响。结果表明,随着Cr⁶⁺浓度的增加,总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a/b均呈下降趋势,F_o先升后降,F_v/F_m、F_m及F_v/F_o均逐渐降低;可溶性蛋白和谷胱甘肽(GSH)含量先升后降,抗坏血酸(AsA)含量逐渐下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐下降,而过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈先升后降趋势; O₂^—·产生速率、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量均表现先降后升趋势;电镜观察发现：随着Cr⁶⁺浓度的增加,对细胞超微结构的损伤也加剧,表现为叶绿体膨胀,被膜破裂,类囊体片层解体;线粒体嵴数目减少,呈空泡状。可见,Cr⁶⁺破坏了菹草正常生理活动的结构基础,造成菹草生理功能紊乱。