悬浮培养发状念珠蓝细菌对盐碱胁迫的生理应答研究

天然发状念珠蓝细菌是荒漠化土壤中的"先锋生物",具有极强的耐旱、耐碱、耐高温等能力。本研究旨在揭示悬浮培养发状念珠蓝细菌的抗盐碱能力,为发状念珠蓝细菌的人工培养提供基础。25℃,80μmol/(m2·s)光照下,BG-11培养液培养发状念珠蓝细菌,利用不同浓度(0、60、120、180、240 mmol/L)混合的Na2SO4和Na2CO3胁迫发状念珠蓝细菌细胞,处理时间分别为24 h和72 h,测定其质膜透性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白以及可溶性多糖含量,分析发状念珠蓝细菌细胞对盐碱胁迫的响应。盐碱胁迫下,随着胁迫程度的加重,发状念珠蓝细菌细胞的质膜相对透性增加,丙二醛含量上升;超氧化物歧化酶活性和脯氨酸含量先上升后下降;可溶性蛋白含量逐渐下降;可溶性多糖含量不断升高。悬浮培养的发状念珠蓝细菌细胞对盐碱胁迫产生结构和生理的应激响应,增强了发状念珠蓝细菌抗盐碱能力。     

发状念珠蓝细菌细胞对Cu2+、Cr2+和Pb2+胁迫的响应

[目的] 对发状念珠蓝细菌细胞进行重金属离子Cu2+(CuSO4)、Cr2+(CrCl2)和Pb2+(PbCl2)胁迫,探讨发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[方法] 25℃,80 μmol/(m·s)光照下,BG11培养液培养发状念珠蓝细菌,利用不同浓度(0、0.1、1.0、10、100 mg/L) Cu2+、Cr2+和pb2+胁迫发状念珠蓝细菌细胞,测定其质膜透性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及海藻糖含量,分析发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应.[结果] 在Cu2、Cr2和pb2胁迫下,发状念珠蓝细菌细胞的外渗率和丙二醛(malondialdehyde)含量随着重金属离子浓度的升高而升高,相对渗透率和膜脂过氧化水平的变化趋势一致.超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)活性随重金属离子浓度的升高先升后降,脯氨酸含量随着重金属离子处理浓度的升高,呈先降后升的趋势,可溶性糖含量随浓度的增大而减少.[结论] 低浓度的重金属离子可以诱导发状念珠蓝细菌细胞产生结构和生理的应激响应,高浓度会导致发状念珠蓝细菌细胞膜结构和功能的严重损害.     

发状念珠藻对盐胁迫的响应

探讨了发状念珠藻(NostocflagelliformeBornetFlah)对盐胁迫的耐受适应机制,采用含不同浓度NaCl(0、01、02、04、06、08、10mol/L)的BG110培养液处理具有正常生理活性的丝状体,25±05℃,40μmol/m2/s下照光培养12h,测定藻体光合作用、呼吸作用等生理活性以及体内一些物质的含量,结果表明:随培养液中NaCl浓度的升高藻体光合作用、呼吸作用以及PSⅡ活性(Fv/Fm)降低;质膜透性不断增大,丙二醛含量升高,自由水含量、自由水/束缚水比值下降,类胡萝卜素、可溶性糖含量增加,脯氨酸含量变化不大。由此可知,盐胁迫下发状念珠藻正常生理活性受到抑制而表现出一定的抗逆能力;该藻对盐胁迫具有一定的耐受能力,类胡萝卜素的增加有助于清除藻体内的氧自由基,可溶性糖可能是其主要渗透调节物质之一,脯氨酸在盐胁迫中的渗透调节作用不大。       

混合盐碱胁迫下裸燕麦的种子萌发和幼苗逆境生理特征

为了解裸燕麦新品种‘定莜6号’对混合盐碱胁迫的生理响应,根据种植区土壤盐分的组成,采用砂培法研究了不同浓度混合盐碱处理对种子萌发和幼苗逆境生理特征的影响。结果表明,随着处理浓度增大,裸燕麦种子萌发率、萌发指数、活力指数及幼苗含水量和生物量明显下降,叶片超氧阴离子、过氧化氢和丙二醛含量及质膜相对透性显著增大;Na~+含量增加,K~+含量和K~+/Na~+降低,质膜H~+-ATP酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶活性和可溶性蛋白质含量先升后降,超氧化物歧化酶活性及谷胱甘肽、有机酸和脯氨酸含量升高,过氧化氢酶活性和抗坏血酸含量降低,游离氨基酸含量先降后升,可溶性糖含量呈升—降—升趋势变化。表明盐碱胁迫下活性氧代谢失调和Na~+、K~+平衡破坏是裸燕麦生长受抑的重要原因,有机酸和脯氨酸可能是裸燕麦适应盐碱的主要渗透调节物质。     

水分胁迫对太阳扇扦插苗形态和生理特征的影响

采用持续干旱和淹水处理,测定太阳扇的叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量和抗氧化酶体系等指标的变化,分析太阳扇对不同程度水分胁迫响应特征的差异及形成的机制.结果表明:水分胁迫初期(5 d)内,太阳扇受害指数和大部分生理生化指标与对照差异不显著;随着干旱胁迫强度的增加和时间的延长,太阳扇产生较严重的伤害直至最后死亡,其受害指数、脯氨酸含量、SOD、POD、CAT活性均急剧上升,叶绿素含量明显减少,而丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖含量呈先减少而后增加的趋势;淹水胁迫下,太阳扇可溶性糖和叶绿素含量呈先下降到实验后期有所上升,丙二醛和可溶性蛋白含量呈降-升-降的趋势,SOD、POD活性实验初期增加然后有所减少,CAT活性和脯氨酸含量均呈持续上升趋势;持续干旱和淹水胁迫对太阳扇形态和生理特征造成严重影响,太阳扇对淹水胁迫的响应不及干旱胁迫,持续干旱对扦插苗伤害较大,太阳扇基本丧失自我调节适应不良环境的能力.     

盐胁迫对地木耳和葛仙米生理生化特性的影响

地木耳为一种耐干旱的陆生念珠藻 ,葛仙米则是水生念珠藻 ,由于对各自生境的适应 ,二者在对盐胁迫的反应上可能会有差异。为了阐明这种差异 ,研究了不同盐度胁迫下它们的光合活性、可溶性糖、脯氨酸含量及质膜透性的变化。结果表明 ,高盐胁迫下地木耳和葛仙米的光合活性均降低 ;在 0 .8mol·L- 1 的盐浓度下胁迫 48和 96h后 ,地木耳仍可检测到微弱的光合活性 ,而在葛仙米中已检测不到。地木耳中脯氨酸升高 ;可溶性糖含量升高 ,增幅为87%— 2 0 0 % ;质膜透性比对照略有增加 ,但不同盐度之间差别不大。葛仙米中脯氨酸含量降低 ;可溶性糖含量在NaCl小于 0 .4mol·L- 1 时随盐度的升高而升高 ,增幅为 1 0 0 %— 1 0 0 0 % ,当高于 0 .4mol·L- 1 时随盐度的升高而降低 ;质膜透性随盐度增加而增加 ,在盐浓度为 0 .6和 0 .8mol·L- 1 时 ,均达 90 %以上。结果表明 ,地木耳比葛仙米更能耐受盐度胁迫 ;可溶性糖在地木耳和葛仙米抵抗盐胁迫中有重要作用 ,而脯氨酸在葛仙米抗盐胁迫中可能不作为相容溶质起作用     

稀土微肥对酸雨胁迫下水稻幼苗期Ⅰ的影响

为探究稀土微肥对酸雨胁迫下水稻幼苗期Ⅰ抗逆性的影响,本实验利用实验室模拟酸雨、稀土微肥溶液处理盆栽水稻。研究显示,与对照相比,p H=4.5酸雨处理下,幼苗期水稻叶片中的丙二醛(MDA)、脯氨酸含量提高,抗氧化酶活性降低,质膜透性增大;0.1%稀土微肥喷施处理酸雨胁迫下的水稻幼苗叶片后,与酸雨组比较,细胞中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性提高,丙二醛与脯氨酸含量下降,叶绿素含量有所上升。研究表明,酸雨胁迫下水稻幼苗生长发育受抑,稀土微肥能够提高酸雨胁迫下幼苗期水稻的抗逆能力并且稀土微肥对幼苗期水稻抗逆性的修复作用优于防护作用。     

NaCl胁迫对宁夏枸杞幼苗根系质膜和液泡膜H+-ATPase活性的影响

以宁夏枸杞为材料,研究NaCl胁迫下枸杞幼苗组织含水量、干物质重量、无机离子分布、质膜透性、丙二醛 (MDA)含量及幼根质膜、液泡膜H -ATPase活性和耐盐性之间的关系。结果表明,在0．3％NaCl胁迫下,干物质重量、质膜透性、MDA含量略有增加,组织含水量略有下降;随着NaCl胁迫强度的增加,Na 、Cl-含量逐渐增加, K 含量则呈现下降的趋势;质膜透性增大与MDA含量升高呈显著正相关;质膜和液泡膜H -ATPase活性逐渐增加,且液泡膜H -ATPase活性显著高于质膜H -ATPase活性,表明枸杞具有较强的抗盐性。     

干旱胁迫对大丽花生理生化指标的影响

以大丽花品种'粉西施'扦插苗为试材,研究不同程度干旱胁迫及复水处理对大丽花品种'粉西施'叶片生理生化指标的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加和时间的延长,大丽花叶片的相对含水量、水势和叶绿素含量显著下降;叶片相对电导率、丙二醛含量显著增加,质膜遭到损害,大量离子外渗,严重胁迫下质膜的损害最严重,复水后无法恢复到对照水平;可溶性糖、脯氨酸含量显著增加,脯氨酸含量在中度和重度胁迫后期增加显著,说明其对干旱亏缺的敏感性较低;可溶性蛋白呈降-升-降的变化趋势;抗氧化酶SOD、POD和CAT活性先上升后下降,3种酶对干旱胁迫和活性氧的响应存在一定差异,表现为相互协调的作用.     

菊芋悬浮细胞对盐胁迫的生理响应

为探讨菊芋（Helianthus tuberosus）悬浮培养细胞对盐胁迫的生理响应,在0、50、100、150、200 mmol·L^-1NaCl处理下测定了细胞的生物量、相对细胞活力、抗氧化酶活性以及过氧化氢、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质的含量,测定了总酚含量并鉴别、定量分析了14种酚类化合物。结果表明：盐胁迫显著减弱了菊芋悬浮细胞的活力,抑制了细胞的增长,200 mmol·L^-1NaCl处理下细胞生长基本上停止。盐胁迫诱发了细胞氧化胁迫,丙二醛含量显著增加,抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶活性以及总酚含量、部分酚类化合物含量均随NaCl浓度升高而增加,酚类物质和抗氧化酶系统共同参与了应对氧化胁迫的抗氧化作用。脯氨酸在菊芋悬浮细胞应对NaCl渗透胁迫的渗透调节作用中扮演了重要的角色,而可溶性糖发挥的作用不大。     

彩叶草对模拟干旱胁迫的生理响应

采用盆栽试验,对彩叶草进行PEG-6000浓度为0(对照)、5%、10%、15%、20%(W/V)模拟干旱胁迫,研究在干旱胁迫下彩叶草的生长、渗透调节能力及抗氧化酶活性的变化。结果表明:与对照相比,随着PEG-6000浓度的增加,鲜质量、干质量、含水量、水势、根系脱氢酶活性、无机离子含量包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+等均呈下降趋势;NO-3含量呈先下降后上升趋势;硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性均呈先上升后下降趋势;脯氨酸含量、游离氨基酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、超氧阴离子(O-2·)产生速率、质膜透性则呈上升趋势。因此,模拟干旱胁迫对彩叶草生长有抑制作用,且随着PEG-6000浓度增加,其生长受抑制和水分胁迫程度加重;模拟干旱胁迫下,彩叶草不积累K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NO-3等无机离子进行渗透调节,而积累脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸等有机小分子物质进行渗透调节,但这4种小分子物质增加幅度不尽相同;轻度模拟干旱胁迫虽增强彩叶草抗氧化酶活性,但仍表现轻度的氧化伤害;重度模拟干旱胁迫加重彩叶草氧化伤害。研究结果可为彩叶草耐旱生理机制的研究积累资料,也为其节水型栽植和养护提供依据。     

高温胁迫对两种冷季型草坪草生理生化特性的影响

为研究高温胁迫对冷季型草坪草生理生化指标的影响,通过盆栽试验测定了昼夜(38/28℃)两种温度下两种冷季型草坪草的5种生理生化指标(质膜透性、脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量)。结果表明:随着胁迫时间的延长,各品种叶片的相对电导率、丙二醛含量和游离脯氨酸含量均呈递增趋势,其增加幅度与胁迫时间呈正相关,胁迫后各指标相对于对照均有了显著的增加(P<0.05);过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性则呈先上升后下降的趋势。高羊茅属3个品种的耐热性大于早熟禾属各品种的耐热性,其中高羊茅属的RebleⅣ和早熟禾属的Blue Sap-phire的耐热性优于种间其他品种。     

外源芦丁预处理对水分胁迫下玉米幼苗的生理效应

以玉米(Zeamays L.)品种'郏单958'为材料.采用营养液水培法,研究了外源芦丁(Rutin)对聚乙二醇(PEG)胁迫下幼苗叶片质膜相对透性、脯氨酸、可溶性糖含量及保护酶活性的影响.结果显示:(1)在15%PEG-6000胁迫下,玉米叶片的MDA含量、质膜相对透性、脯氨酸和可溶性蛋白质含量均显著增加,保护酶SOD、CAT、POD活性显著升高.(2)一定浓度芦丁(>0.40 g/L)预处理可显著抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,并诱导SOD、POD和CAT活性提高.降低脯氨酸和可溶性蛋白质含量.说明外源芦丁能够提高玉米幼苗的抗氧化作用,缓解水分胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤·达到提高植物抗旱性的目的.     

壳聚糖对蝴蝶兰幼苗耐热性的诱导作用

为了评价壳聚糖对蝴蝶兰幼苗耐热性的诱导效应,分别采用0(以无壳聚糖为对照)、25、50、100、200和400 mg·L~(-1)壳聚糖溶液处理蝴蝶兰幼苗,并置于42℃下胁迫3 d,测定了蝴蝶兰幼苗的生理指标变化。结果表明:当壳聚糖浓度由25 mg·L~(-1)增大到100mg·L~(-1)时,蝴蝶兰幼苗叶片的SOD、POD、CAT活性、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素和类胡萝卜素含量不断增加,而质膜透性和丙二醛含量不断下降,但可溶性蛋白含量没有显著变化;特别是在100 mg·L~(-1)时,SOD、POD和CAT活性、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素和类胡萝卜素含量增加到最大值且极显著高于对照,而质膜透性和丙二醛含量下降至最小值且极显著低于对照,蝴蝶兰幼苗遭受了轻微的高温伤害;随着壳聚糖浓度由200 mg·L~(-1)增大至400mg·L~(-1),SOD、POD和CAT活性、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、叶绿素和类胡萝卜素含量极显著下降,而质膜透性和丙二醛含量极显著上升,蝴蝶兰幼苗的受害趋于加重;由此可见,100 mg·L~(-1)壳聚糖处理能显著提高蝴蝶兰幼苗的耐热性。     

甘薯愈伤组织对干旱胁迫和盐胁迫的生理反应对比

研究干旱胁迫和盐胁迫对“芦选一号”。日‘薯愈伤组织可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD活性等的影响,从而在细胞水平上探讨甘薯抵御渗透胁迫的生理机制。并分析甘薯细胞对干旱处理（PEG-6000）和盐处理（NaCl）的反应差异。结果表明,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫下缓慢升高,在轻度和中度盐胁迫的生长前期和中期有较大幅度的上升。但后期下降,表明短时间盐胁迫下,Na^＋可能促进可溶性蛋白的合成;MDA在重度干旱胁迫下的含量显著低于重度盐胁迫,而SOD活性显著高于盐胁迫。表明在盐胁迫下细胞膜透性增加的主要原网是膜脂过氧化作用。干旱处理则是PEG-6000脱水的直接结果;重度干旱胁迫下,可溶性糖含量在短期内迅速升高,然后下降,而脯氨酸含量则在胁迫中后期迅速上升。脯氨酸可能有补偿可溶性糖含量降低的作用。     

萌芽菊芋块茎对盐碱土壤胁迫的生理响应

土壤盐碱化是影响全球农业生产和生态环境的重要问题。在农田、轻度盐碱草地和重度盐碱草地设置样地以块茎种植菊芋,次年5月块茎萌发阶段取块茎样品测定丙二醛、游离脯氨酸、可溶性糖含量以及抗氧化酶活性并进行蛋白质组学分析,分析了萌芽菊芋块茎对盐碱土壤胁迫的生理响应。0—20 cm土层的电导率(表征土壤可溶盐含量)表明从农田到轻度、重度盐碱草地土壤盐碱胁迫逐渐增强,丙二醛含量变化反映出菊芋块茎受害程度逐渐增加,并且基于游离脯氨酸的渗透调节能力也在逐渐增强。蛋白质组学分析结果显示与遗传信息加工相关的差异蛋白数量最多(占28.75%)且多为表达上调,意味着DNA复制和转录、蛋白质合成和折叠的相关蛋白在响应盐碱胁迫中发挥关键作用。碳水化合物及多糖代谢(占15%)、氨基酸代谢(占11.25%)以及能量代谢(占7.5%)相关的差异蛋白数量也较多,说明调节物质代谢平衡在萌芽菊芋块茎应对盐碱土壤胁迫过程中有重要作用。这些结果为揭示萌芽菊芋块茎适应盐胁迫的生理机制奠定了基础。     

盐胁迫对石蒜叶片形态结构和生理指标的影响

以石蒜为试材,测定了0.1、0.5、1.0mol/L NaCl胁迫下叶片的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性,可溶性蛋白、不溶性蛋白以及脯氨酸、丙二醛含量等生理指标的动态变化。用石蜡切片法对不同浓度NaCl胁迫后的叶片结构特征作比较,进行其抗盐性分析。结果表明：随NaCl浓度增加,对石蒜形态结构的影响表现在其叶片长度的变化及叶细胞的受损程度等方面;随NaCl浓度的增加和处理时间的延长,SOD和POD活性,不溶性蛋白、脯氨酸含量均呈先升后降趋势;可溶性蛋白呈先降后升趋势;丙二醛含量呈整体上升趋势。石蒜叶片各生理指标的变化通常在NaCl处理后的第7周和第8周为转折点。石蒜对低浓度的NaCl胁迫具有一定的耐受性。     

鸭稻共作对水稻生理特性的影响

为探讨鸭稻共作对水稻某些生理特性的影响,本研究设计了不同的鸭稻共作处理区,研究了鸭子活动对水稻植株的某些生理学特性的影响.结果表明,鸭稻共作能降低叶片的质膜透性、丙二醛含量和脯氨酸含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性及可溶性糖含量.说明鸭稻共作方式对提高水稻植株的抗性、延缓叶片衰老以及对水稻的生长发育均具有积极作用.     

不同黄瓜品种幼苗对等渗Mg（NO3）2和NaCl胁迫的生理响应

以3个不同类型的黄瓜品种为试材,采用营养液培养方法,研究等渗Mg(NO3)2和Na Cl胁迫对黄瓜幼苗生长、叶片膜脂过氧化、抗氧化酶活性以及渗透调节物质的影响,采用隶属函数法对其耐盐性进行综合评价.结果表明:与对照相比,60、80 mmol·L-1Mg(NO3)2和等渗90、120 mmol·L-1Na Cl胁迫下,随盐浓度的增加,3种不同生态类型的黄瓜品种幼苗株高、茎粗、叶面积、地上部和地下部干鲜质量及抗氧化酶活性显著降低,盐浓度越高,受抑制程度越高,丙二醛含量显著升高、增幅变大,膜脂过氧化程度加重,其中‘SJ31-1’的生物量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降幅度及丙二醛含量上升幅度均小于其他品种.等渗浓度的Mg(NO3)2比Na Cl对黄瓜幼苗的抑制程度大,浓度越大差异越显著.脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量变化存在基因型和盐类型的差异.盐胁迫后,‘SJ31-1’的脯氨酸含量增幅最大,‘鲁白19号’的可溶性糖含量增幅最大,‘新泰密刺’介于两者之间.Na Cl胁迫下,不同黄瓜品种渗透调节物质以可溶性糖和可溶性蛋白为主,而Mg(NO3)2胁迫下以脯氨酸和可溶性蛋白为主.不同黄瓜品种耐盐性的综合评价次序为‘SJ31-1’>‘新泰密刺’>‘鲁白19号’.     

渗透胁迫下稻苗中游离脯氨酸累积与膜脂过氧化的关系

杂交稻幼苗经聚乙二醇（ＰＧＥ４０００）渗透胁迫（－０．９５ＭＰａ）处理,幼苗含水量及相对含水量下降,游离脯氨酸和膜脂过氧化产物丙二醛（ＭＤＡ）含量上升,质膜透性增大。随ＰＥＧ渗透胁迫时间延长,幼苗膜脂饱和脂肪酸含量逐渐增加,不饱和脂肪酸含量降低,不饱和脂肪酸指数（ＩＵＦＡ）减少。脯氨酸累积与ＭＤＡ增长及膜透性加大呈正相关性,与膜脂脂肪酸不饱和度呈负相关性。讨论了游离脯氨酸累积与细胞透性的相关性,以