H2O2胁迫锻炼对小麦幼苗抗旱性的影响

12 d龄的春小麦幼苗在1 mmol·L-1 及10 mmol·L-1 H2O2的胁迫锻炼过程中,质膜透性增大,O-·及H2O2含量增多,CAT活性升高,叶绿素含量降低,低浓度H2O2胁迫使SOD活性上升,高浓度时却使其活性下降.经过H2O2胁迫锻炼后的小麦遭受干旱胁迫时,叶绿素含量、SOD活性、CAT活性均高于对照组,而质膜透性、O-·及H2O2含量却低于对照组.表明H2O2胁迫锻炼,提高了小麦幼苗的抗氧化能力,增强了其抗旱性.     

Ca2+对铬胁迫下木麻黄种子萌发的生态效应

研究不同浓度Ca2 + 对铬胁迫下木麻黄种子萌发的影响。结果表明 ,在 10mgCr3 + ·L-1或 10 0mgCr3 + ·L-1胁迫下 ,木麻黄种子萌发及幼苗生长发育受到抑制 ,较高浓度的Cr3 +显示更大的毒性效应 ;在加入适量Ca2 + 处理后 ,植物虽仍处在铬胁迫下 ,但脯氨酸、O-2 、MDA含量以及POD、CAT活性有所下降 ,SOD活性上升 ,缓解了铬对种子萌发的抑制和幼苗生长发育的影响。Ca2 + 表现出对铬胁迫下木麻黄种子萌发和幼苗膜保护酶活性有积极的调控作用 ,且可调节脯氨酸应激反应的灵敏程度 ,降低活性氧的产生速率和膜脂过氧化程度 ,但Ca2 + 处理需要适当的浓度 ,浓度过高会产生负效应。Ca2 + 调控的最适浓度为 0 0 1～ 1mmol·L-1。     

外源H2O2对水稻幼苗抗寒性的调节作用

在常温下用不同浓度的外源H2O2(0～20 mmol·L-1)预处理水稻幼苗,再进行12 h 6℃低温胁迫,根据幼苗相对含水量和质膜相对透性筛选最佳外源H2O2处理浓度,并分析最佳外源H2O2浓度下幼苗的渗透调节物质和活性氧相关指标的变化.结果表明:(1)0～8 mmol·L-1 H2O2预处理可以增加水稻幼苗的相对含水量,降低其质膜相对透性,并以4 mmol·L-1 H2O2的效果最佳.(2)低温胁迫后,与对照组相比,4 mmol·L-1外源H2O2预处理降低了水稻幼苗萎蔫程度,并使其总呼吸速率、交替途径容量都有增加,同时还抑制了丙二醛的含量,增加了可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸的含量.(3)外源H2O2预处理对水稻幼苗的内源H2O2含量以及O(-)/(·)2产生速率没有显著影响.研究发现,外源H2O2可以通过提高呼吸速率、降低脂质过氧化程度、增加碳氮代谢来有效增强水稻幼苗的抗寒性,它可能以一种独立于内源活性氧系统之外的方式发挥作用.     

UV-B辐射和Hg2+复合处理对黑小麦生理代谢和生长的影响

在室内,用1.35 w·m-2剂量的UV-B和1.29 mmol·L-1浓度的Hg2+对黑小麦幼苗进行复合处理.结果表明,随处理时间的延长,叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量和光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性下降,SOD活性下降不明鲜;根系TTC还原能力下降;而叶片细胞膜相对透性(El)、丙二醛(MDA)和H2O2含量增加;处理12天后植株高和鲜重下降.MDA和H2O2含量指标,UV-B+Hg2+的复合处理大于Hg2+的单独处理.     

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（Nitricoxide,NO）对50mmol·L^-1 NaCl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：10～4001μmol·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（n）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（O2^-）的产生速率、质膜透性和胞间二氧化碳浓度（Ci）。     

外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生理指标的影响

以‘郑麦-004’小麦幼苗为供试材料,采用Hoagland营养液培养方法,通过添加H2O2的清除剂过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸(ASA),研究0.05μmol/L外源H2O2处理对150mmol/L NaCl胁迫下小麦幼苗生长和抗氧化系统活性的影响,探讨低浓度外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗伤害的防护作用及其生理机制。结果显示:外源H2O2能缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,降低丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2.-)的产生速率,使小麦幼苗的株高、根长和干重均显著增加,并能提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、CAT、抗坏血酸氧化酶(APX)等保护酶活性和抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)的含量;而H2O2清除剂(CAT和AsA)能够逆转外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生长的促进作用。研究表明,低浓度外源H2O2处理能促进小麦幼苗中的酶类和非酶类抗氧化剂的产生,减少脂质过氧化物的含量,提高小麦幼苗的耐盐性。     

干旱胁迫下La^3＋在小麦幼苗叶片受伤害中的作用研究

低浓度 L a3 +叶喷小麦整株幼苗后 ,随着干旱处理时间的延长 ,除对叶片相对含水量没有影响外 ,却对叶细胞膜相对透性、丙二醛产生量、O- ·2 和 H2 O2 的产生速率均有影响 ,其变化趋势与不加 La3 + 叶喷的正常和干旱处理的小麦整株叶片相比较 ,变化曲线上升部分却下降 ,下降部分却略有升高。表明 L a3 +可抑制干旱胁迫后引起的小麦幼苗叶片细胞膜相对透性增加 ,降低干旱胁迫引起的膜脂过氧化产物 MDA含量 ,抑制 O- ·2 产生速率 ,减少叶片中 H2 O2积累 ,阻止 Fe2 + 的继续生成 ,限制了由 Fe2 + 催化的 Haber- Weiss和 Fenton反应中底物 O- ·2 和生成· OH的生成速率 ,使小麦叶片中· OH产生量相对减少 ,降低了叶细胞膜脂过氧化水平 ,减轻膜伤害 ,起到了保护、防止膜免受干旱胁迫引起的伤害     

外源精胺对水分胁迫下小麦幼苗保护酶活性的影响

通过营养液培养试验,研究了水分胁迫下外源精胺(Spm)对抗旱性不同的小麦品种幼苗叶片质膜相对透性及保护酶活性的影响.结果表明:水分胁迫下,小麦叶片的质膜相对透性、M DA含量增加、SOD、CAT和POD活性上升,外源精胺处理可延缓水分胁迫下小麦叶片质膜相对透性和M DA含量上升,提高了SOD、CAT、POD酶活性的上升幅度;并且对抗旱性弱的品种保护酶活性增幅高于抗旱性强的品种.因此,外源精胺处理对抗旱性弱的品种缓解水分胁迫作用大于抗旱性强的品种.     

木麻黄幼苗对模拟酸雨胁迫的响应和Ca2+的调节作用

随着酸雨pH值的下降,木麻黄幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素含量和叶绿素a/b值逐渐下降,过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O2-·)含量逐渐增加,过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸含量先升后降.在同一强度酸雨胁迫下,经0.1和1 mmol·L-1Ca(NO3)2处理的SOD活性、CAT活性、叶绿素含量和叶绿素a/b值相对较高,POD活性、蛋白质含量、MDA含量、O2-·含量和脯氨酸含量相对较低,Ca2 可缓解酸雨对木麻黄幼苗的伤害.     

外源海藻糖对小麦幼苗耐盐性的影响

以盐敏感小麦品种鲁麦15为材料,分别用完全Hoagland营养液、150mmol／L NaCl和150mmol／L NaCl 10mmol／L海藻糖处理小麦幼苗,测定小麦幼苗生长、离子含量、根系质膜H^ -ATPase、SOD活性、MDA含量等指标,旨在探讨外源海藻糖在抗盐性中的作用。结果表明：外源海藻糖可明显缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用;明显提高NaCl胁迫条件下小麦幼苗叶片中K^ 的含量,降低Na^ 的含量,降低其Na^ ／K^ ;提高NaCl胁迫条件下小麦幼苗SOD活性,降低MDA的含量,降低细胞质膜透性,缓解根系质膜H^ -ATPase活性抑制。以上结果表叫外源海藻糖可能通过增加活性氧清除能力、缓解质膜伤害、维持胞质离子稳态提高植物抗盐性。     

干旱胁迫下CO2浓度升高对转StAPX番茄植株耐旱能力的影响

在干旱胁迫伴随大气CO2浓度以及升高的CO2浓度（加倍）条件下,以过量表达番茄类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因（StAPX）的转基因番茄为试材,探明干旱胁迫TCO2浓度升高对转基因及其野生型番茄植株清除活性氧及耐旱能力的影响。结果表明：升高的CO2浓度明显增加了干旱胁迫下植物的光合水平;升高的CO2浓度明显降低了干旱导致的植物体内H2O2．和O2的积累,影响了干旱胁迫下番茄植株的水．水循环系统的活性氧清除酶活性和小分子抗氧化物质含量;干旱胁迫下即使伴随升高的CO2浓度,测试番茄植株体内的渗透调节物质含量变化也不太明显;升高的CO2浓度明显降低了干旱胁迫下的植物细胞膜伤害程度;干旱胁迫下,升高的CO2浓度对转基因番茄株系比对野生型植株的影响更加明显。结果证明干旱逆境下,升高的CO2浓度能够在一定程度上进一步提高转基因番茄植株的耐旱性。     

超表达拟南芥2-烯醛还原酶基因对烟草抗旱性的作用机理分析

为研究是否可以利用2-烯醛还原酶(AER)来清除活性氧下游的醛自由基达到提高植物的抗旱性,以超表达拟南芥AER基因烟草和野生型烟草(SR)为研究材料,利用干旱胁迫处理进行抗旱性分析,测定了干旱胁迫及复水后各个烟草株系的生物量、光合速率、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、MDA和H2O2含量等指标。结果显示:(1)干旱胁迫下,转基因烟草株系的生物量、叶绿素含量、净光合速率、PSⅡ最大光化学效率及H2O2的清除能力均显著高于对照;(2)复水之后,烟草植株的各项生理指标都得到一定程度的恢复,而转基因株系相比于野生型恢复迅速,恢复能力更强。研究认为,超表达AER基因可以通过清除活性氧及其下游醛自由基来提高烟草的抗旱能力。     

杨柴对高CO2浓度和土壤干旱胁迫的响应

毛乌素优势植物杨柴 (HedysarummongolicumTurcz.)对高CO2 浓度和土壤干旱胁迫响应的研究结果表明 :干旱胁迫可使杨柴根系伸长 ,根生物量、地径、主茎高和茎生物量下降 ;高CO2 浓度使杨柴根和茎生物量明显增加 ,CO2 的“施肥效应”显著 ,干旱使CO2 的“施肥效应”减弱。同时 ,土壤干旱胁迫使杨柴的根 /冠比增加 ,说明在土壤干旱胁迫情况下根的生长比地上部分 (茎 )的生长更活跃 ,有利于提高杨柴在干旱沙漠地区的固沙作用 ;CO2 浓度升高和土壤干旱胁迫均使杨柴叶片的水势下降 ,叶片水势的下降使叶片细胞对水分的束缚力增强 ,从而减少植物蒸腾耗水 ,有利于提高水资源的利用效率     

水分胁迫对冬小麦CO_2同化作用的影响

比较了两个小麦品种陕合6号和郑引1号经受不同程度的水分胁迫处理后,叶片多种光合参数:净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、细胞间隙CO_2浓度(G_i)、表观量子需要量和羧化效率以及Rubis CO蛋白量与活性等的变化。在轻度水分胁迫下,叶片光合速率降低的根本原因在于气孔导度的下降;而在严重胁迫下,非气孔因素起主要作用。     

大气CO2浓度升高对干旱条件下冬小麦叶片光合适应的影响

大气CO₂浓度升高是全球气候变化的主要特征,但大气CO₂浓度长期升高条件下冬小麦叶片发生光合适应的机制尚不十分清楚。本研究以盆栽冬小麦‘郑麦9023’为试验材料,在人工气候控制室内设置2个CO₂浓度(400和600 μmol·mol^-1)、2个水分条件(田间持水量的80%±5%和55%±5%),测定拔节期和抽穗期的光合特征曲线、叶绿素荧光动力学参数、叶氮含量和收获后的籽粒产量等指标,探讨干旱条件下库源关系改变对叶片光合适应的影响。结果表明: 在小麦拔节期,干旱条件下CO₂浓度升高处理的小麦PSⅡ实际光化学效率没有显著增加,但通过提升最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例,增强了Rubisco的羧化速率,从而提高了最大净光合速率;在抽穗期,功能叶最大电子传递速率和电子向光化学方向的传递比例虽然较高,但PSⅡ实际光化学转换效率降低,Rubisco羧化速率和丙糖磷酸利用效率下降,以致最大净光合速率降低。干旱条件下,CO₂浓度升高增加了小麦单茎生物量、单穗粒数和穗粒重,降低了不孕小穗数,提高了籽粒产量。土壤干旱条件下,CO₂浓度升高对收获期小麦单茎籽粒产量的促进作用可能主要来自于生长前期的光合产物积累。生长后期光合适应发生的主要原因是功能叶PSⅡ实际光化学转换效率和丙糖磷酸利用效率的降低,而不是最大电子传递速率、光化学方向的电子传递比例和新叶库强的变化。     

CO_2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗膜脂过氧化及抗氧化系统的影响

为了探明CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗氧化损伤的缓解机理,为未来大气CO2浓度升高或温室CO2施肥以及干旱、半干旱地区水分亏缺等逆境胁迫下黄瓜的优质高效栽培提供理论依据和技术参数,以温室专用黄瓜品种津优1号(Cucumissativus L.var.Jinyou No.1)为试材,采用裂区设计,主区因素为CO2浓度处理,设2个CO2浓度水平:大气CO2浓度(≈380μmol/mol,表示为Ambient[CO2])和倍增CO2浓度((760±20)μmol/mol,表示为Doubled[CO2]);裂区因素为水分处理,用PEG6000模拟根际干旱胁迫,设3个水分处理水平:对照(营养液,表示为C)、中度干旱胁迫(含5%PEG6000的营养液,相当于水势ψw=-0.05MPa,表示为M)和重度干旱胁迫(含10%PEG6000的营养液,相当于水势ψw=-0.15MPa,表示为S),研究了CO2浓度倍增对干旱胁迫条件下黄瓜幼苗叶片渗透调节物质含量、膜脂过氧化及抗氧化系统的影响,结果表明:(1)干旱胁迫导致黄瓜幼苗活性氧积累,质膜透性增大,丙二醛含量升高,同时幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性总糖含量显著增加,抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT、APX和GR)显著提高,抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著升高;(2)CO2浓度倍增不仅有利于促进干旱胁迫条件下黄瓜叶片渗透调节物质的积累,而且能够促进干旱胁迫条件下黄瓜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX和GR)活性的表达,减轻干旱胁迫下活性氧的积累,使膜脂过氧化程度下降,质膜相对透性降低,丙二醛含量减少,对防止植物的氧化损伤具有一定的保护作用。综上所述,推测温室CO2施肥或未来CO2浓度升高可在一定程度上增强黄瓜幼苗的抗旱性和缓解干旱胁迫的负效应。     

The unique mode of action of a divergent member of the ABA-receptor protein family in ABA and stress signaling

Proteins in the PYR/PYL/RCAR family (PYLs) are known as receptors for the phytohormone ABA. Upon ABA binding, PYL adopts a conformation that allows it to interact with and inhibit clade A protein phosphatase 2Cs (PP2Cs), which are known as the co-receptors for ABA. Inhibition of the PP2Cs then leads to the activation of the SnRK2 family protein kinases that phosphorylate and activate downstream effectors in ABA response pathways. The PYL family has 14 members in Arabidopsis, 13 of which have been demonstrated to function as ABA receptors. The function of PYL13, a divergent member of the family, has been enigmatic. We report here that PYL13 differs from the other PYLs in three key residues that affect ABA perception, and mutations in these three residues can convert PYL13 into a partially functional ABA receptor. Transgenic plants overexpressing PYL13 show increased ABA sensitivity in seed germination and postgermination seedling establishment as well as decreased stomatal conductance, increased water-use efficiency, accelerated stress-responsive gene expression, and enhanced drought resistance. pyl13 mutant plants are less sensitive to ABA inhibition of postgermination seedling establishment. PYL13 interacts with and inhibits some members of clade A PP2Cs (PP2CA in particular) in an ABA-independent manner. PYL13 also interacts with the other PYLs and antagonizes their function as ABA receptors. Our results show that PYL13 is not an ABA receptor but can modulate the ABA pathway by interacting with and inhibiting both the PYL receptors and the PP2C co-receptors.     

Aquaporin JcPIP2 is involved in drought responses in Jatropha curcas

Water channel proteins, aquaporins, play fundamental roles in transmembrane water movements in plants. A new full-length cDNA encoding aquaporin was isolated from the seedlings of Jatropha curcas. The gene of the plasma membrane intrinsic protein （PIP） from J. curcas （JcPIP2） contained an 843 bp open reading frame encoding a protein of 280 amino acids. The amino acid sequence showed 94% identity with Ricinus communis PIP. Injection of JcPIP2 complementary RNA into Xenopus oocytes increased 10-fold the osmotic water permeability of the oocytes. Immunodetection of JcPIP2 with anti-JcPIP2 antibody indicated that this protein is ubiquitously located in all tested tissues of the plant. To investigate the relationship between aquaporins and drought resistance in J. curcas, the abundance of JcPIP2 was examined in seedlings of two J. curcas populations, GaoYou CSC63 and YanBian S 1, under water deficit with PEG6000. Under field conditions, those two populations, GaoYou CSC63 was resistant to water deficit, but YanBian S 1 was sensitive to water deprivation. With the increasing degree of drought stress, JcPIP2 level increased in seedlings of GaoYou CSC63, whereas there was no significant change in seedlings of YanBian S 1. Compared with YanBian S 1, GaoYou CSC63 also showed higher root hydraulic conductivity and lower decreasing trend in the seed- lings under water deficit. These results indicated that JcPIP2 probably played a role in drought resistance in J. curcas.