盐胁迫对长春花幼苗生长和生物碱含量的影响

以NaCl浓度分别为0、50、100、150、200和250 mmol·L^-1的1/2 Hoagland营养液处理长春花幼苗,7 d后测定其鲜质量、干质量、丙二醛(MDA)和叶绿素含量、色氨酸脱羧酶（TDC）和过氧化物酶（POD）活性等生理指标及文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱等生物碱含量.结果表明：NaCl显著地降低长春花幼苗的鲜质量和干质量,提高MDA含量;叶绿素含量在低盐浓度(50 mmol·L^-1)下与对照相比差异不显著,在高于50 mmol·L^-1时随NaCl浓度的增加而逐渐降低;在NaCl处理下,POD活性与对照相比显著上升;TDC活性在50 mmol·L^-1 NaCl处理下活性最高,而后随盐浓度的增加逐渐降低;文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱含量都是在50 mmol·L^-1NaCl处理下最高,分别为4.61、3.56、1.19和2.95 mg·g^-1,并显著高于对照及其他处理.盐胁迫虽然在一定程度上抑制了长春花幼苗生长,但促进了其生物碱的代谢,提高了生物碱含量;50 mmol·L^-1NaCl处理对长春花吲哚生物碱代谢的促进作用最大.     

钾素水平对网纹甜瓜叶片光合特性及叶绿体亚显微结构的影响

在设施基质栽培条件下,研究了营养液中120、240及360 mg·L^-1 3个钾素水平对网纹甜瓜‘甜甜1号’叶片光合特性及叶绿体亚显微结构的影响.结果表明,营养液中钾素水平过低（120 mg·L^-1）或过高（360 mg·L^-1）均导致网纹甜瓜叶片净光合速率下降,使叶绿体片层结构混乱、变形和片层数减少,但对CO₂补偿点（70 μl·L^-1）、饱和CO₂（600 μl·L^-1）、光补偿点（50 μmol·m^-2·s^-1）无显著影响.适宜的钾素水平能显著提高叶片的饱和光强、羧化效率和表观量子效率,3个指标分别为1 200 μmol·m^-2·s^-1、0.1364和0.0237.在试验条件下,提高温室内基质栽培网纹甜瓜叶片光合效率的最适钾素水平为240 mg·L^-1.     

硝酸根胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响

研究了不同浓度NO₃^-胁迫对黄瓜幼苗叶片光合速率、PSⅡ光化学效率及光能分配的影响.结果表明,当NO₃^-浓度较低时（14～98 mmol·L^-1）,适当增加NO₃^-浓度,可增强黄瓜幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用.随着NO₃^-浓度的进一步增加（140～182 mmol·L^-1）,PSⅡ光化学效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低;吸收的光能中,通过天线色素的热耗散增加,用于光化学反应的能量降低,光化学效率下降.140和182 mmol·L^-1 NO₃^-处理黄瓜幼苗叶片6 d后净光合速率(P_n)极显著下降,分别比对照降低了35%和78%;PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v’/F_m’)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)均低于对照,非光化学猝灭(NPQ)高于对照,激发能在两个光系统间的分配不平衡性(β/α-1)增大.高浓度NO₃^-处理的黄瓜幼苗叶片各荧光参数变化幅度比低浓度大.当光照增强时,高浓度NO₃^-胁迫下黄瓜幼苗叶片吸收的光能中应用于光化学反应的份额(P) 显著降低,天线热耗散的份额(D)显著增加. 天线热耗散是耗散过剩能量的主要途径.     

二氧化氮对樟树幼苗生长及光合作用的影响

采用开顶式人工熏气装置,对1年生樟树幼苗进行了为期2个月不同体积分数NO₂(0.1、0.5和4.0 μl·L^-1)熏气试验,研究其对幼苗生长及光合作用的影响.结果表明:0.5和0.1 μl·L^-1 NO₂处理促进了樟树幼苗生长,而4.0 μl·L^-1 NO₂处理则抑制其生长.各处理樟树幼苗叶片净光合速率(P_n)日变化呈不对称的双峰型曲线,存在光合“午休”现象;在光合日进程中,0.5 μl·L^-1 NO₂处理使叶片P_n提高,最大值达8.542 μmol CO₂·m^-2s^-1,4.0 μl·L^-1NO₂处理的大多数时段使P_n降低,而0.1 μl·L^-1 NO₂处理对P_n的影响则依时段而不同;0.5和4.0 μl·L^-1 NO₂处理提高了叶片气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)的最大值和最小值,0.1 μl·L^-1 NO₂处理提高了C_i的最大值和最小值,降低了G_s的最大值和最小值.熏气处理中、后期,0.5μl·L^-1 NO₂处理叶片的日均净光合速率显著高于其他处理.在熏气处理前期,0.5和4.0 μl·L^-1 NO₂处理使叶片最大PSⅡ的光能转换效率(F_v/F_m)显著下降;在熏气处理后期,4.0 μl·L^-1 NO₂处理的叶片F_v/F_m仍显著低于对照.     

盐胁迫对杂交酸模叶片光合活性的抑制作用

以杂交酸模(Rumex K-1)为试材,研究了不同浓度(100～300 mmol·L^-1) KCl和NaCl胁迫对杂交酸模幼苗叶片光合活性及渗透调节的影响.结果表明：200 mmol·L^-1浓度的NaCl对杂交酸模幼苗叶片光合活性的抑制作用大于KCl;当浓度增大到300 mmol·L^-1时,KCl对杂交酸模叶片光合活性的抑制作用显著大于NaCl.300 mmol·L^-1 KCl和NaCl处理植株的叶片水势分别为-0.93 MPa和-1.05 MPa,渗透势分别为-1.43 MPa和-1.10 MPa,说明KCl对杂交酸模植株过多的伤害不是渗透胁迫造成的;经过300 mmol·L^-1KCl胁迫后,杂交酸模叶片中Na⁺含量急剧降到对照植株的11.4％,而补充25 mmol·L^-1 NaCl可以明显缓解KCl对杂交酸模光合活性的伤害,说明Na⁺的亏缺和高浓度K⁺的积聚可能是导致高浓度KCl对杂交酸模光合活性的伤害比NaCl更严重的主要原因.     

铅胁迫对黄瓜幼苗抗氧化酶活性及同工酶的影响

采用水培法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法,研究铅胁迫对黄瓜幼苗过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性及同工酶的影响.结果表明,铅胁迫下黄瓜幼苗地上部POD活性除第5天外均随铅浓度的增加而逐渐降低,POD同工酶谱带和表达量减少.在0～500 mg·L^-1铅浓度范围内,SOD活性随铅浓度的增加而增加,第7天达到最大值后急剧下降,低于同期对照值,900 mg·L^-1铅处理SOD活性随时间的延长逐步降低,SOD酶谱带和表达量与铅浓度呈负相关.CAT酶谱带无明显变化,而表达量存在差异.     

草甘膦、乙草胺对日本三角涡虫摄食与再生的影响

研究了草甘膦和乙草胺对日本三角涡虫的急性毒性及其摄食与再生的影响.结果表明,草甘膦和乙草胺对日本三角涡虫的24和48 h LC₅₀分别为41.78和12.22 mg·L^-1、35.48和8.41 mg·L^-1.≥6.20 mg·L^-1的草甘膦和≥1.00 mg·L^-1的乙草胺对涡虫的再生影响显著（P<0.05）,且其影响均随处理时间的延长而逐渐减小;术后84 h,除1.40和2.00 mg·L^-1乙草胺处理外,其余浓度乙草胺和各浓度草甘膦处理的涡虫均完成再生.表明乙草胺对日本三角涡虫的急性毒性及其摄食与再生的影响均大于草甘膦.表明日本三角涡虫可作为监测草甘膦和乙草胺污染的指示生物.     

壳聚糖对黄瓜幼苗抗盐的协同生理作用研究

在200 mm o l.L-1N aC l胁迫条件下,采用根部注射结合叶面喷施的方法,研究了不同浓度(0、50、100、150、200、250 m g.L-1)壳聚糖(Ch itosan,CTS)对黄瓜(Cucum is sa tivus L.)幼苗抗盐的生理作用。结果表明:CTS能够显著促进黄瓜幼苗的生长,降低植株盐害指数,最高幅度达36.2%(P<0.01);显著提高幼苗叶片游离脯氨酸(P ro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性(P<0.01);有效降低叶片细胞脂质过氧化产物丙二醛(M DA)含量和电解质渗透率(P<0.01);筛选出CTS最佳处理浓度为150 m g.L-1,持效期8 d以上。研究表明适宜浓度的CTS具有增强活性氧清除能力、保护生物膜功能、提高黄瓜幼苗抗盐的协同生理作用。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性的影响北大核心CSCD

以黄瓜品种’新春4号’为试验材料,研究了在中度盐胁迫(50 mmol/L NaCl)条件下,外源喷施0.01 mg/L 2,4-表油菜素内酯(EBL)和24μmol/L油菜素内酯抑制剂(BZR)处理对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)及相关荧光参数的影响,探讨EBL缓解黄瓜幼苗中度盐胁迫伤害的光合生理机制。结果表明:(1)盐胁迫导致黄瓜幼苗叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))下降,胞间CO_(2)浓度(C_(i))增加,初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))下降,OJIP曲线中J点、I点显著增加,降低了黄瓜幼苗叶片光合性能,且对PSⅡ受体侧的伤害大于供体侧,表现为PSⅡ反应中心损伤,光合电子从Q_(A)向Q_(B)的传递效率降低,电子传递受阻。(2)在50 mmol/L NaCl处理下,外源喷施0.01 mg/L EBL可显著提升NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片P_(n)、G_(s)、T_(r)、光合性能(PI_(ABS)),降低C_(i),显著增加单位面积内吸收(ABS/CS_(m))、捕获(TR_(o)/CS_(m))、用于电子传递(ET_(o)/CS_(m))的光能以及有活性反应中心的数目(RC/CS_(m))。(3)与NaCl+EBL处理相比,NaCl+EBL+BZR处理后黄瓜幼苗叶片光合性能进一步降低,证明EBL对黄瓜幼苗盐胁迫引起的PSⅡ伤害有缓解作用。研究发现,外源喷施适量2,4-表油菜素内酯能有效缓解黄瓜幼苗叶片在盐胁迫条件下受到的光合电子传递链中(PSⅡ)受体侧的伤害,增加电子从Q_(A)向Q_(B)传递的效率,从而显著改善盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光合性能。     

铜污染对野艾蒿生长发育的胁迫及伤害

通过水培试验,研究了Cu污染对野艾蒿生长发育的胁迫伤害.试验设Cu浓度为2.5、5、10、20和40 mg·L^-1,以植物生长指标及生理指标为测试指标,试验周期14 d.结果表明, 低浓度Cu处理(2.5 mg·L^-1)对野艾蒿生长有促进作用,但随Cu浓度增高(5～40 mg·LL^-1)则产生抑制效应.各项生长指标均与Cu浓度呈极显著负相关,叶绿素含量也产生类似变化.几种光合色素对Cu的敏感性顺序为：叶绿素a＞叶绿素a+b＞叶绿素b＞类胡萝卜素.叶细胞膜渗透性、O₂^-·产生速率和丙二醛(MDA)含量在Cu浓度为2.5 mg·L^-1时较对照略有下降,再随Cu浓度升高而不断上升.POD、SOD和CAT活性随Cu浓度升高先上升,后下降,与根系耐性指数变化一致.在Cu浓度不超过20 mg·L^-1情况下,根系耐性指数＞0.5;Cu浓度为40 mg·L^-1时,根系耐性指数降低为0.36.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗游离态多胺含量和多胺合成酶基因表达的影响

以黄瓜品种‘津春2号’（Cucumis sativusL.cv.Jinchun No.2）为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺（Spd）对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片游离态多胺含量和多胺合成酶基因表达的影响。结果表明,75 mmol/LNaCl胁迫下,幼苗株高、茎粗和干鲜重显著降低,外源喷施1 mmol/L Spd处理可明显缓解盐胁迫对幼苗生长的抑制。盐胁迫下叶片游离态多胺含量显著增加,外源Spd进一步促进了游离态Spd和精胺（Spm）的积累,降低了游离态腐胺（Put）的积累。多胺合成酶基因表达分析表明,盐胁迫上调了adc、odc、samdc和spds基因的表达,施用外源Spd后进一步上调了samdc基因,下调了adc、odc、spds基因的表达。表明外源Spd参与了黄瓜幼苗体内多胺代谢的调节,通过下调盐胁迫下adc、odc基因的表达,抑制游离态Put的积累,上调samdc基因的表达促进游离态Spd和Spm的积累,进而缓解盐胁迫对植物生长的抑制。     

Comparative proteomic analysis reveals the positive effect of exogenous spermidine on photosynthesis and salinity tolerance in cucumber seedlings

Key message

Our results based on proteomics data and physiological alterations proposed the putative mechanism of exogenous Spd enhanced salinity tolerance in cucumber seedlings.

Abstract

Current studies showed that exogenous spermidine (Spd) could alleviate harmful effects of salinity. It is important to increase our understanding of the beneficial physiological responses of exogenous Spd treatment, and to determine the molecular responses underlying these responses. Here, we combined a physiological analysis with iTRAQ-based comparative proteomics of cucumber (Cucumis sativus L.) leaves, treated with 0.1 mM exogenous Spd, 75 mM NaCl and/or exogenous Spd. A total of 221 differentially expressed proteins were found and involved in 30 metabolic pathways, such as photosynthesis, carbohydrate metabolism, amino acid metabolism, stress response, signal transduction and antioxidant. Based on functional classification of the differentially expressed proteins and the physiological responses, we found cucumber seedlings treated with Spd under salt stress had higher photosynthesis efficiency, upregulated tetrapyrrole synthesis, stronger ROS scavenging ability and more protein biosynthesis activity than NaCl treatment, suggesting that these pathways may promote salt tolerance under high salinity. This study provided insights into how exogenous Spd protects photosynthesis and enhances salt tolerance in cucumber seedlings.

     

亚精胺对黄瓜幼苗灰霉病的诱抗作用

采用根际基质注射结合叶面喷洒不同浓度亚精胺（Spd）的方法,测定了灰霉病菌侵染下黄瓜幼苗植株病情指数、防御酶活性和抗病相关物质含量等生理生化指标,以明确Spd对黄瓜幼苗抗灰霉病的诱导作用.结果表明：Spd处理黄瓜灰霉病病情指数比对照最高降低25.4%;苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性最高分别比对照提高48.4%、635.9%和38.9%;总酚、类黄酮和木质素含量也明显增加.表明Spd可诱导黄瓜幼苗对灰霉病的抗性,且最佳处理浓度为150 mg·L^-1.     

NaCl胁迫下水杨酸和阿斯匹林对小麦幼苗体内ATP含量的影响

Four wheat ( Triticum aestivum L. ) genotype, "Chinese Spring", "Nongda 85021" (salt sensitive genotypes) and "Chadianhong", "Dong 68"( salt resistant genotypes) seedlings under NaC1 stress were involved. The results showed that, exogenous salicylic acid and aspirin relatively increased the ATP content in wheat seedlings under NaC1 stress, and the increasing range of root was larger than that of shoot, not only in the salt sensitive genotypes but also in the salt resistant genotypes. This suggests that an energy balance is maintained in wheat seedlings under NaC1 stress.     

水杨酸对盐胁迫下黄瓜幼苗生长抑制的缓解效应

研究了水杨酸对盐胁迫下黄瓜幼苗生长抑制的缓解效应及其机制。结果证明,盐胁迫条件下水杨酸能提高幼苗相对含水量,降低Na^ 、K^ 向上运输的选择性,通过促进子叶内超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性降低膜脂过氧化产物丙二醛含量和质膜透性,缓解了盐胁迫对幼苗生长的抑制。     

外源水杨酸对盐胁迫下大黄种子萌发及幼苗生长的影响

该研究以掌叶大黄、唐古特大黄和药用大黄种子为材料,采用双层滤纸培养法,设置系列浓度NaCl (0、100、150、200、250 mmol/L) 胁迫试验,以及系列浓度水杨酸(SA)溶液(0、50、100、150、200、250 mg/L)拌种和浸种后盐胁迫实验,测定3种大黄种子萌发及幼苗生长指标,揭示外源水杨酸对盐胁迫下大黄种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示：(1)随NaCl浓度增大3种大黄种子的发芽率均呈直线下降趋势,且子叶、胚轴、根和苗等生长均受到强烈抑制。(2)在拌种条件下, 200 mmol/L NaCl胁迫下掌叶大黄苗长在200 mg/L SA处理下受到显著促进; 200 mmol/L NaCl浓度盐胁迫下唐古特大黄种子发芽率在250 mg/L SA处理下受到显著抑制;100 mmol/L NaCl胁迫下药用大黄种子发芽势在200 mg/L SA处理下受到显著抑制,其发芽率在150 mg/L SA处理下得到显著抑制,其苗长在250 mg/L SA处理下受到显著抑制。(3)在浸种条件下, 200 mmol/L NaCl胁迫下掌叶大黄种子发芽率在50 mg/L SA处理下显著提高,其幼苗根长和苗长的生长在250 mg/L SA处理受到显著促进;200 mmol/L NaCl胁迫下唐古特大黄种子的发芽势在200 mg/L SA处理下得到显著促进,其幼苗根和苗的生长在50 mg/L SA处理下得到显著促进;100 mmol/L NaCl 胁迫下药用大黄根和苗的生长在100 mg/L SA处理下均得到显著促进。研究表明,3种大黄种子和幼苗对盐胁迫的响应趋势一致,但对不同浓度SA拌种和浸种的响应有较大差异。     

Na2CO3处理对黄瓜嫁接苗与自根苗耐盐性的影响

通过Na2CO3,胁迫对黄瓜嫁接苗和自根苗耐盐性差异的研究,揭示黄瓜幼苗的耐盐机制,为设施黄瓜生产提供理论依据。实验以孝感早瓠瓜为砧木,津春四号黄瓜为接穗,采用不同浓度Na2CO3,溶液对黄瓜嫁接苗和自根苗进行处理,研究其对黄瓜幼苗的生理胁迫效应。结果表明：在0—7000mg／L范围内,随着Na2CO3,处理浓度的增加,黄瓜嫁接苗和自根苗的株高、茎粗、叶面积、地上部鲜重、根鲜重、叶绿素和根系活力均下降,但嫁接苗受抑制的程度显著低于自根苗;脯氨酸、丙二醛和根冠比均呈上升趋势,且这三项指标均表现为嫁接苗显著高于自根苗;叶片SOD酶活性均呈先上升后下降趋势,均在Na2CO3,处理浓度为1000mg／L时达到最大值,且嫁接苗的活性显著高于自根苗。嫁接苗的耐盐性优于自根苗,Na2CO3胁迫条件下,嫁接苗和自根苗的生长条件盐浓度以不超过3000mg／L为宜。     

外源亚精胺对盐胁迫下白刺幼苗叶片抗氧化酶系统的影响

为进一步阐明盐生植物白刺耐盐性与多胺的关系,通过水培试验研究了叶面喷施亚精胺(Spd)对不同浓度NaCl胁迫下西伯利亚白刺幼苗叶片丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2)产生速率,以及抗氧化物酶系统和根系活力的影响.结果表明:叶面喷施0.1 mmol·L1 Spd 5 d后,可显著提高100和200 mmol·L1 NaCl胁迫下白刺幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及根系活力,降低了叶片MDA含量和O2的产生速率;而在0、50、300 mmol·L-1 NaC1处理下,外施Spd对白刺幼苗叶片上述指标无显著影响.研究结果证实,在100～200 mmol·L-1 NaCl胁迫范围内,外施亚精胺可能通过增强体内保护酶活性来显著降低活性氧水平,有效减轻盐胁迫对盐生植物白刺幼苗造成的过氧化伤害,从而增强白刺对盐环境的适应性.     

黄瓜砧用白籽南瓜对不同盐胁迫的耐性评价

采用营养液栽培,研究Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜嫁接用砧木南瓜幼苗生长和抗氧化酶活性的影响,并用隶属函数法综合评价其耐盐性.结果表明:低浓度盐30 mmol·L-1Ca(NO3)2和等渗的45 mmol·L-1 NaCl处理促进砧木幼苗生长;高浓度盐60、120 mmol·L-1Ca(NO3)2和等渗的90、180 mmol·L-1NaCl胁迫下,各砧木幼苗的生长和抗氧化酶系统均受到不同程度的抑制,其中,‘青砧1号’的盐害指数最小,生物量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的下降幅度以及相对电导率的上升幅度均小于其他砧木.高盐Ca(NO3)2胁迫下,各砧木SOD、POD和CAT酶活性均高于等渗的NaCl,而盐害指数和相对电导率低于NaCl,表明Ca(NO3)2对砧木南瓜幼苗生长的危害小于NaCl.4个砧木品种的耐盐性顺序为‘青砧1号’＞‘佐木南瓜’＞‘丰源铁甲’＞‘超霸南瓜’.     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系生长和水分利用的影响

采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对两个耐盐性不同的黄瓜品种幼苗根系生长、活力、质膜透性和叶片生长、蒸腾速率（T_r）、相对含水量（RWC）及水分利用率（WUE）的影响.结果表明,盐胁迫下黄瓜植株根系吸收面积下降,质膜透性升高,叶片数减少,叶片T_r和RWC在盐胁迫2 d后明显下降,根系活力和叶片WUE均先升后降,50、75和100 mmol·L^-1NaCl胁迫9 d时,耐盐性较弱的津春2号根系活力降低幅度分别比耐盐性较强的长春密刺高18.01%、12.17%和10.95%,胁迫8 d时WUE下降幅度分别比长春密刺高2.74%、5.27%和0.23%.短期盐胁迫下,黄瓜植株通过提高根系吸收能力来补偿根系吸收面积的下降,通过降低叶片T_r和提高WUE来减少水分散失,在一定程度上有利于缓解水分失衡,提高植株耐盐性;盐胁迫5 d后,根系活力和WUE的下降导致水分失衡加剧,表明根系吸收能力的下降是导致水分失衡的重要原因,叶片WUE的下降是水分失衡的反应,两者均与品种的耐盐性关系密切.