外源α-萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响

以不同耐旱型品种‘南农99-6’和‘科丰1号’大豆为材料,2012年在南京农业大学牌楼试验站进行为期110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施α-萘乙酸(NAA)对长期干旱条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明:干旱胁迫显著降低了大豆地上部干物质量,叶片中丙二醛(MDA)含量及活性氧(ROS)水平显著升高,同时,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)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值显著升高,其中‘科丰1号’大豆的抗氧化能力更高,从而维持较低的ROS水平和MDA含量.NAA可显著提高叶片中的APX、POD、CAT、MDHAR活性及AsA/DHA、GSH/GSSG比值,其中‘科丰1号’大豆叶片的脱氢抗坏血栓还原酶(DHAR)活性和AsA含量极显著增加.     

光质对烟草叶片生长发育过程中抗氧化系统的影响

以云烟87植株为材料,通过覆盖白、红、黄、蓝、紫色滤膜获得不同光质,于大田条件下研究了光质对烟草叶片生长发育过程中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性,抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)以及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,在烟草植株第11片叶生长发育的7~70 d内,其抗氧化酶活性和抗氧化物质含量呈现先升高后下降的变化趋势.与白光(对照)相比,黄光诱导烟草叶片SOD、CAT、APX和GR活性升高,以及AsA和GSH含量增加;而红光诱导APX和GR活性上升,以及GSH和AsA含量升高;但紫光却使SOD、CAT、POD、GR和GPX活性下降,GSH和AsA含量降低,而蓝光则使所有抗氧化酶活性和抗氧化物质含量降低.紫光和蓝光处理的烟草叶片中MDA含量较高,而黄光和红光处理的则较低.总体而言,在大田条件下,相对红光和黄光而言,蓝光和紫光处理下的烟草叶片更容易发生光氧化胁迫.     

外源α-萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响

以不同耐旱型品种‘南农99-6’和‘科丰1号’大豆为材料,2012年在南京农业大学牌楼试验站进行为期110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施α-萘乙酸(NAA)对长期干旱条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明: 干旱胁迫显著降低了大豆地上部干物质量,叶片中丙二醛(MDA)含量及活性氧(ROS)水平显著升高,同时,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)、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值显著升高,其中‘科丰1号’大豆的抗氧化能力更高,从而维持较低的ROS水平和MDA含量.NAA可显著提高叶片中的APX、POD、CAT、MDHAR活性及AsA/DHA、GSH/GSSG比值,其中‘科丰1号’大豆叶片的脱氢抗坏血栓还原酶（DHAR）活性和AsA含量极显著增加.     

外源亚精胺和精胺对NaHCO3胁迫下南蛇藤抗氧化系统的影响

研究了叶面喷施亚精胺和精胺对NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片抗氧化系统的影响.结果表明：外源亚精胺和精胺处理使NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片O₂^-·产生速率、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率显著降低(P<0.05).亚精胺处理明显提高了盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(CAR)和脯氨酸(Pro)等抗氧化剂的含量,但对还原型抗坏血酸(AsA)含量没有作用;精胺处理明显提高NaHCO₃胁迫下POD和APX的活性以及GSH、CAR和Pro的含量,但对SOD和AsA含量影响不显著,甚至引起CAT活性明显降低.亚精胺和精胺处理明显改善了NaHCO₃胁迫下南蛇藤的生长.外源亚精胺和精胺可以改善NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片的膜保护功能,减少叶片中活性氧的积累,从而提高南蛇藤对NaHCO₃胁迫的抗性.     

外源亚精胺和精胺对NaHCO3胁迫下南蛇藤抗氧化系统的影响

研究了叶面喷施亚精胺和精胺对NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片抗氧化系统的影响.结果表明：外源亚精胺和精胺处理使NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片O₂^-·产生速率、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率显著降低(P<0.05).亚精胺处理明显提高了盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(CAR)和脯氨酸(Pro)等抗氧化剂的含量,但对还原型抗坏血酸(AsA)含量没有作用;精胺处理明显提高NaHCO₃胁迫下POD和APX的活性以及GSH、CAR和Pro的含量,但对SOD和AsA含量影响不显著,甚至引起CAT活性明显降低.亚精胺和精胺处理明显改善了NaHCO₃胁迫下南蛇藤的生长.外源亚精胺和精胺可以改善NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片的膜保护功能,减少叶片中活性氧的积累,从而提高南蛇藤对NaHCO₃胁迫的抗性.     

低温胁迫对两种圆柏属植物亚细胞抗氧化酶活性的影响

以祁连圆柏和圆柏幼苗为材料,研究不同处理时间下低温胁迫对圆柏属植物叶片亚细胞抗氧化酶活性的影响,探讨其在圆柏属植物叶片中的亚细胞定位。结果表明：低温胁迫下,丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性随时间变化均呈先升后降趋势,祁连圆柏中抗氧化酶的种类比圆柏的多且活性强,而 MDA 含量低于圆柏,表明祁连圆柏在低温胁迫下具有更广泛的适应性。此外,两种圆柏植物叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)定位为叶绿体＞细胞溶质＞线粒体,过氧化氢酶(CAT)定位为线粒体＞叶绿体＞细胞溶质,谷胱甘肽还原酶(GR)定位为线粒体＞细胞溶质＞叶绿体,祁连圆柏过氧化物酶(POD)定位为细胞溶质＞叶绿体＞线粒体,圆柏POD定位为细胞溶质＞线粒体＞叶绿体,且抗氧化酶SOD、APX和 GR在亚细胞中分布差异达到极显著,这说明抗氧化酶在其中一种亚细胞中发挥主要作用,为克隆亚细胞组分中的抗氧化酶基因提供了理论依据。     

NaCl胁迫对海滨木槿抗氧化系统和渗透调节的影响

以盐生植物海滨木槿为材料,不同浓度NaCl胁迫对其抗氧化酶活性、抗氧化物质和渗透调节物质含量的影响进行分析。结果显示:随着NaCl浓度的升高,海滨木槿叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)的活性先升高后降低,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈持续下降趋势,但它们达到最高活性时的NaCl浓度不同;各处理的丙二醛(MDA)含量先下降后升高,但始终低于对照;抗氧化物质抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量均高于对照,且在200 mmol.L-1时达到最高;各处理渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸(Pro)的含量均较对照增加且升幅较大。研究表明,海滨木槿在NaCl胁迫下具有较强的活性氧清除能力和渗透调节能力,从而表现出较强的耐盐性。     

NaCI胁迫对海滨木槿抗氧化系统和渗透调节的影响

以盐生植物海滨木槿为材料,不同浓度NaCl胁迫对其抗氧化酶活性、抗氧化物质和渗透调节物质含量的影响进行分析.结果显示随着NaCl浓度的升高,海滨木槿叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽转硫酶(GST)的活性先升高后降低,而过氧化氢酶(CAT)的活性呈持续下降趋势,但它们达到最高活性时的NaCl浓度不同;各处理的丙二醛(MDA)含量先下降后升高,但始终低于对照;抗氧化物质抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量均高于对照,且在200 mmol·L-1时达到最高;各处理渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸(Pro)的含量均较对照增加且升幅较大.研究表明,海滨木槿在NaCl胁迫下具有较强的活性氧清除能力和渗透调节能力,从而表现出较强的耐盐性.     

外源褪黑素对低温胁迫下茄子幼苗生长及其光合作用和抗氧化系统的影响

以‘沪茄08-1’茄子幼苗为试验材料,采用基质栽培方式,研究了叶面喷施50~200μmol·L-1外源褪黑素(melatonin,MT)对低温胁迫[(10±1)℃(昼)/(5±1)℃(夜)]下茄子幼苗生长、光合作用和抗氧化系统等生理指标的影响,以明确外源MT在茄子幼苗抵御低温逆境方面的生理机制。结果显示:(1)低温胁迫处理后,茄子幼苗株高、茎粗、地上部鲜重和根系鲜重、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著降低,丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子产生速率(O-·2)和过氧化氢(H2O2)含量均显著增加。(2)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)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量均显著升高,而其脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白质含量均显著增加;外源MT处理可有效增强低温胁迫条件下茄子幼苗叶片中SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR活性,提高AsA和GSH含量,增加Pro和可溶性蛋白含量,显著抑制其叶片MDA、O-·2及H2O2的积累。研究表明,外源MT主要通过增强低温胁迫下茄子幼苗的光合作用以及清除活性氧的能力,减缓低温胁迫的危害,提高茄子幼苗对低温胁迫的耐性。     

外源甲基乙二醛对干旱胁迫下板栗幼苗的影响

甲基乙二醛(MG)是一种在植物中具有多种功能的新型信号分子。为探究MG对板栗幼苗干旱胁迫的影响,以两年生‘黄棚'板栗幼苗为试材,通过聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫并进行MG及其清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)处理,分析板栗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)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性和乙二醛酶Ⅰ(GlyⅠ)、乙二醛酶Ⅱ(GlyⅡ)等乙二醛酶活性,检测内源MG含量、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)、超氧阴离子(O₂^-·)等抗氧化物质含量及脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、甜菜碱(GB)等渗透调节物质含量。结果表明: 外源0.5 mmol·L^-1 MG处理可显著提高干旱胁迫下板栗幼苗叶片SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和乙二醛酶(GLyⅠ、GLyⅡ)活性,并增加叶片中Pro、SS、GB等渗透调节物质和还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物质含量,降低了MG、MDA、H₂O₂、O₂^-·、脱氢抗坏血酸(DHA)含量,从而减少了干旱胁迫对植株造成的膜脂过氧化损伤,缓解渗透胁迫,提高了板栗对干旱的适应性,而添加MG清除剂NAC抑制了这种效果。表明MG对改善植物的抗旱性具有积极作用。本研究结果可为进一步探索MG缓解板栗干旱胁迫的机理提供理论依据。     

外源γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响

以甜瓜品种‘西域一号’幼苗为材料,采用营养液水培方法,设置正常通气(对照)、正常通气+GABA(5mmol.L-1)、低氧胁迫、低氧胁迫+GABA(5mmol.L-1)4个处理,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)对正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响。结果表明:与正常通气处理相比,低氧胁迫处理导致甜瓜幼苗体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量显著增加,同时SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和抗氧化物质AsA、GSH含量显著提高。低氧胁迫下外源GABA能显著提高甜瓜幼苗叶片SOD、CAT、APX、GR等酶活性和AsA、GSH含量,降低了植株体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量;而正常通气条件下添加外源GABA处理对甜瓜幼苗活性氧代谢的影响较小,仅CAT、GR活性和AsA、GSH含量显著提高,而H2O2、MDA含量显著降低。结果证明,添加外源GABA可以通过显著提高低氧胁迫下抗氧化酶活性和抗氧化物质含量来降低甜瓜幼苗活性氧积累,维持其细胞膜结构稳定性,从而有效减轻低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害。     

不同海拔微孔草抗氧化系统的比较研究

对生长在3个不同海拔自然生境下微孔草(Microula sikkimensis)叶中的抗氧化系统进行了比较研究.结果表明,生长在高海拔的微孔草叶中抗氧化酶类SOD、POD和CAT活性比生长在低海拔的活性高,其中大通牛场的微孔草叶中3种酶活性最高;APX的活性随海拔的升高而升高,且低海拔地区西宁的APX活性极显著低于高海拔地区大通和海北站(P<0.01);作为非酶抗氧化系统物质之一的抗坏血酸(ASA)含量随海拔的升高而降低.高海拔地区微孔草叶中可溶性糖含量极高(P<0.01);可溶性蛋白含量随海拔升高呈V字形变化.光合色素Chla、Chl b和Car的含量均随着海拔升高而增加,Chl a/b比值随海拔升高而降低.MDA的含量随海拔升高有增加的趋势,西宁和大通的相比较,MDA含量差异显著(P<0.05),说明微孔草叶细胞膜脂过氧化程度随海拔升高加剧.生长在不同海拔高度的微孔草对不同海拔高度环境变化具有相应的生理适应性和抗氧化策略.     

大盘山自然保护区香果树对不同海拔生境的生理生态响应

 在全面调查大盘山国家级自然保护区香果树(Emmenopterys henryi)分布的基础上, 设置了4个海拔段(A1: 550 ~ 650 m, A2: 680 ~ 770 m, A3: 810 ~ 900 m, A4: 970 ~ 1 100 m), 对不同海拔段内香果树的生理生态特性进行研究, 结果显示, 叶绿素a (Chla)、叶绿素b (Chlb)和总叶绿素(Chl(a+b))含量均随着海拔的上升而减小, 高海拔A4与低海拔A1相比, Chla、Chlb和Chl(a+b)含量分别下降了21.32%、31.53%和24.96%, 差异均达到显著水平。分析认为, 主要是由于相对较强的光照以及干旱胁迫的增强所致。同样, 比叶面积(SLA)也随着海拔的上升而减小, A4与A1相比下降了27.55%, 差异达到显著水平。丙二醛(MDA)含量和质膜透性(MP)变化较为一致, 两者均在A3处达到最低水平, 在A4处达到最高, 说明在A3受到的伤害最小而在A4受到的伤害最大; 脯氨酸(Pro)和抗坏血酸(AsA)含量先升高再降低, 在A3处则均达到最高, 与A1相比分别增加了139.33%和10.60%; 酶保护系统中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在A1均最小, 随着海拔的升高, 其活性变化则不太一致: SOD活性一直增加, POD、CAT和APX活性虽然都是先增加后减小, 但POD和APX在A3达到最高, CAT则是在A2最高。非酶类保护物质含量的增加和酶活性的增强有利于清除细胞内的活性氧, 维持细胞膜的稳定性, 从而保证植物的正常生长。综合此次实验结果表明, 在中海拔(810～900 m)比较适合香果树的生长, 而高海拔(970～1 100 m)则不适合香果树的生长。     

外源亚精胺和精胺对NaHCO3胁迫下南蛇藤抗氧化系统的影响

研究了叶面喷施亚精胺和精胺对NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片抗氧化系统的影响.结果表明：外源亚精胺和精胺处理使NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片O₂^-·产生速率、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率显著降低(P<0.05).亚精胺处理明显提高了盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(CAR)和脯氨酸(Pro)等抗氧化剂的含量,但对还原型抗坏血酸(AsA)含量没有作用;精胺处理明显提高NaHCO₃胁迫下POD和APX的活性以及GSH、CAR和Pro的含量,但对SOD和AsA含量影响不显著,甚至引起CAT活性明显降低.亚精胺和精胺处理明显改善了NaHCO₃胁迫下南蛇藤的生长.外源亚精胺和精胺可以改善NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片的膜保护功能,减少叶片中活性氧的积累,从而提高南蛇藤对NaHCO₃胁迫的抗性.     

Ecophysiological adaptation of <Emphasis Type="Italic">Calligonum roborovskii</Emphasis> to decreasing soil water content along an altitudinal gradient in the Kunlun Mountains,central Asia

To understand the ecophysiological adaptation mechanisms of Calligonum roborovskii to altitude variation, this study analyzed chlorophyll a (Chl a), chlorophyll b (Chl b), Chl (a + b), carotenoid (Car), malondialdehyde (MDA), ascorbate (AsA), proline (Pro), membrane permeability (MP), reactive oxygen species (ROS), specific leaf area (SLA), leaf mass per area (LMA), leaf nitrogen content based on mass (N_mass), and the activities of peroxidase (POD), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and ascorbate peroxidase (APX) in leaves of plants inhabiting different altitudes (A1: 2100 m, A2: 2350 m, A3: 2600 m) on the northern slope of the Kunlun Mountains. The results showed that Chl a, Chl b, Chl (a + b), SLA, N_mass, and the activity of CAT increased with increasing altitude. LMA, MP, MDA, Car, Pro, AsA, O₂⁻, H₂O₂ and the activities of SOD, POD, and APX decreased with increasing altitude. The test results also showed that, changes in venvironmental factors along an altitudinal gradient are not obvious. Soil water content is the main ecological factor. With increasing altitude, soil water content increased significantly. More non-enzymatic and enzymatic antioxidants played an important role in eliminating intracellular ROS. They kept the cell membrane in a stable state and ensured the normal growth of C. roborovskii.     

Antioxidative responses to different altitudes in leaves of alpine plant Polygonum viviparum in summer

Mountain environmental stresses result in increased formation of hydrogen peroxide (H₂O₂) and accumulation of malondialdehyde (MDA) in leaves of Polygonum viviparum. The activities of several antioxidative system enzymes such as superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), catalase (CAT, EC 1.11.1.6), peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), glutathione reductase (GR, EC 1.6.4.2), dehydroascorbate reductase (DHAR, EC 1.8.5.1) and the contents of several non-enzymatic antioxidants such as reduced form of ascorbate (ASC), dehydroascorbate (DHA), reduced glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG) were investigated in leaves of P. viviparum, which were collected from three altitudes (2,200, 3,200, and 3,900 m) of Tianshan Mountain in China. The activities of these four antioxidative enzymes were accompanied by increases of H₂O₂ levels from 2,200 to 3,200 m. However, the activities of CAT and POD were decreased, whereas the activities of SOD and GR continually increased at 3,900 m. Analyses of isoforms of SOD, CAT, POD, and GR showed that the leaves of P. viviparum exposed different altitude conditions are capable of differentially altering the intensity. Additionally, two new isoforms of SOD were detected at 3900 m. A continual increase in the ASC, ASC to DHA ratio, GSH and GSH/[GSH + GSSG] ratio, and the activity of DHAR were observed in leaves of P. viviparum with the elevation of altitude. These results suggest that the higher contents of ASC, GSH as well as an increase in reduced redox state may be essential to antioxidation processes in the leaves of P. viviparum, whereas antioxidant enzymes system is a cofactor in the processes.